Циркулярный насос для воды

Отопительная система в частном доме, как правило, бывает двух видов – с естественной и принудительной циркуляцией. Если в первом случае вода перемещается за счет теплового расширения, то при принудительной циркуляции теплоноситель проталкивается в трубопровод рабочими колесами электронасосов, и для эффективной работы важен правильный подбор циркуляционного насоса для системы отопления.

Задача подбора подходящей модели включает в себя выбор ее принципа действия и расчет основных параметров – объема прокачиваемого теплоносителя и напора (высоты подачи). Необходимые вычисления можно провести самостоятельно с помощью формул, таблиц или онлайн калькуляторов – для этого необходимо знать, какие вводить исходные данные и как правильно сделать расчеты.

Рис.1 Циркуляционные насосы для частного дома в работе

Для чего нужен циркуляционный насос

Открытые отопительные системы, в которых теплоноситель циркулирует по кругу, работают по следующей схеме: охлажденная вода поступает в котел, и после нагрева за счет теплового расширения поднимается вверх по трубам, нагревая батареи отопления. Далее, по замкнутому контуру она опускается вниз и по горизонтальному трубопроводу с небольшим уклоном снова попадает на нагревательные ТЭНы котла.

Главный недостаток естественной циркуляции – малый размер контура, длина которого не превышает 30 метров, поэтому в большинстве бытовых отопительных систем применяется принудительная циркуляция.

Для перемещения воды по трубам в магистраль устанавливают электронасос, который лопатками своего рабочего колеса проталкивает тепловой носитель. Регулировку температуры в радиаторах отопления производят за счет изменения температуры воды в нагревательном котле, второй метод – регулирование скорости движения водного потока по трубам.

Многие типы циркулярников имеют 2 или 3 (реже 4) скорости, позволяющие повышать нагревательные свойства радиаторов за счет увеличения скорости движения теплоносителя.

Рис.2 Система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Устройство циркулярного насоса

В бытовой подаче воды лидирующее место занимают электронасосы центробежного принципа действия – при заборе жидкость поступает на центробежное колесо через входное отверстие, расположенное по центру его оси и выталкивается через боковой выходной патрубок.

В циркулярниках тепловой носитель поступает в рабочую камеру через центральное отверстие, а затем выталкивается лопатками центробежного колеса сквозь расположенный в боковой части его корпуса выходной патрубок. Таким образом, по принципу действия циркуляционные устройства можно отнести к центробежным видам, имеющим коэффициент полезного действия не более 80% и чувствительным к твердым примесям в воде.

Конструктивно электронасос состоит из корпуса, внутри которого помещен защищенный от влаги электродвигатель с рабочим колесом на валу, в основном колеса насосов закрытого типа – состоят из двух дисков, между которыми размещены подающие лопасти.

Рис. 3 Вариант установки насоса в однотрубный контур с теплыми полами

Какие бывают циркуляционные насосы

Насосы в магистрали отопления предназначены для перемещения теплоносителя, их задачей не является повышение давления (для этого устанавливаются повысительные помпы), оно создается лишь для преодоления гидравлического сопротивления.

Объем подачи зависит от скорости перемещения жидкости, и соответственно быстроты вращения рабочего колеса на валу электродвигателя.

Циркулярники относятся к In-Line видам, у которых входной и выходной патрубки расположены на одной линии, а условный проход имеет одинаковое сечение по всей длине.

Отличительная особенность циркулярных электронасосов – зависимость напора от конструкции лопастей колеса на валу электродвигателя и частоты его оборотов, при этом все типы делятся на две группы: при частоте N более 1500 об./мин. агрегаты относят к классу быстроходных, если скорость меньше 1500 об./мин., их называют тихоходными. Изменением мощности можно регулировать подачу Q, которая прямо пропорциональна скорости вращения рабочего колеса N.

При эксплуатации оборудования следует учитывать, что изменение мощности потребления P1P2 пропорционально квадрату изменения напора H1H2 и кубической степени изменения частоты вращения N1N2 вала двигателя.

При увеличении частоты вращения вдвое, напор возрастает в 4 раза, а потребляемая мощность увеличивается в 8 раз, такая же пропорция соблюдается и при снижении оборотов.

Рис.4 Отечественные циркуляционные электронасосы для водоснабжения и отопления

Следует учитывать, что тихоходные типы имеют более сложную конструкцию и высокую цену, что в полной степени компенсируется экономией электроэнергии, потребляемой электроприводом, при выборе данной модификации. Если устанавливается агрегат с бесступенчатым регулированием частоты вращения вала электродвигателя в зависимости от температуры проводящего тела, то экономия электроэнергии станет еще больше.

Оптимальный КПД электронасосов получают при расположении его рабочей точки в средней трети части характеристик, для каждой марки производитель указывает оптимальный параметр.

Делая выбор циркуляционного насоса для отопления, рассматривают два основных варианта конструктивного исполнения – с сухим или мокрым ротором.

С сухим ротором

В образцах с сухим ротором в поток теплоносителя погружено только рабочее колесо на валу электродвигателя, вращающееся на подшипниках, которые отделены от ротора и статора мотора скользящими торцевыми уплотнениями. Высокая степень герметизации создается за счет использования двух плотно подогнанных подпружиненных колец из керамики и высокопрочного графита, одно из которых вращается на валу, а другое статически закреплено в корпусе.

При вращении между поверхностями уплотнительных шайб образуется тонкая водная пленка, играющая роль смазки и выполняющая охлаждающие функции. Устройства оснащаются электродвигателями с воздушным охлаждением, мощные образцы имеют крыльчатку для подачи воздуха на мотор.

Коэффициент полезного действия агрегатов с сухим ротором зависит от мощности и составляет 30% – 65% для устройств с мощностью до 1500 Вт, 35% – 75% для модификаций мощностью 1500 – 7500 Вт, и 40 – 80% для моделей мощности 7500 – 45000 Вт.

Обычно мощностной показатель, который необходим для бытового агрегата, редко превышает 1500 Вт, при этом максимальный потолок КПД оборудования с сухим ротором составляет 65%.

Циркуляционные насосы с сухим ротором предназначены для подачи жидкости с большим напором, чаще они используются в системах горячего водоснабжения (ГВС).

Рис.5 Циркулярный электронасос с сухим ротором для отопительной системы – конструктивное устройство

С мокрым ротором

Модели с мокрым ротором используются только в замкнутых контурах отопления, они обеспечивают быстрое перемещение жидкости по трубам, позволяющее уменьшить сечение трубопровода и сократить количество теплоносителя в системе – данные факторы способствуют уменьшению общих расходов на отопительную систему.

Относительно небольшое количество теплопроводящей жидкости повышает скорость реагирования на изменение настроек и облегчает регулировку.

В конструкции модели ротор отделен от статора тонкостенным стаканом и вращается в жидкости на подшипниках, которые смазываются и охлаждаются теплоносителем. Стакан обычно делается из немагнитной нержавеющей стали или углеродного волокна, толщина его стенки составляет 0,1 – 0,3 мм, материалом подшипников является прессованная керамика или спеченный графитовый сплав.

Электронасосы с мокрым ротором не имеют уплотнений и охлаждающей клетчатки – благодаря этому они отличаются бесшумной работой. Их частота вращения регулируется ступенчато вручную или с помощью автоматики в непрерывном режиме, отслеживая изменение разности давлений или температуры, при желании автоматика настраивается на включение агрегата в заданное время.

Современные устройства конструктивно построены по модульному принципу, облегчающему их ремонт и эксплуатацию, модели имеют в корпусе винтовую пробку для удаления воздуха при настройке системы.

Импортные модели электронасосов и их параметры рассчитаны на работу от сети однофазного тока переменным напряжением 230 В или от трехфазной сети напряжением 400 В.

КПД агрегатов с мокрым ротором ниже, чем у сухих моделей, из-за большего расстояния между статором и ротором, и как во всех видах возрастает с увеличением мощности и габаритных размеров агрегата. У модификаций с мощностью до 100 ватт КПД составляет 5% – 25%, от 100 до 500 Вт. – 20% – 40%, от 500 до 2500 Вт. – 30% – 40%.

Следует отметить, что при наивысшей мощности электронасоса для частного дома около 1000 Вт КПД видов с сухим и мокрым ротором отличается менее, чем в полтора раза.

Данный фактор не оказывает сильного влияния на подбор насоса для системы отопления в силу существенных преимуществ моделей с мокрым ротором (бесшумность, высокая пропускная способность, малое сечение трубопровода) перед сухороторными агрегатами.

Рис.6 Насосы с мокрым ротором – конструкция

Технические параметры

Решая, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, рассматривают его физические и технические характеристики, основные из которых:

• Пропускная способность. Измеряется в метрах кубических в час или литрах в минуту, показывает объем жидкости, который прокачивает электронасос в единицу времени, расход тем больше, чем выше скорость потока. Показатель зависит от диаметра используемого трубопровода и может достигать значений до 15 м.куб./час.


• Напор. Величина измеряется в метрах водяного столба и указывает высоту, на которую электронасос может вытолкнуть жидкость по вертикально установленному трубопроводу. Максимальный напор циркуляционного электронасоса у разновидностей с мокрым ротором – около 17 метров, хотя могут встречаться агрегаты с более высокими напорными характеристиками, но они неэффективны в эксплуатации (имеют большие габаритные размеры и слишком высокую стоимость).
• Температурный диапазон. Понятно, что в отопительной системе насосное оборудование должно выдерживать максимальную температуру нагрева теплоносителя с запасом, обычно используемые модификации рассчитаны на максимальную температуру до 110º С, некоторые виды могут работать с жидкостями температурой до +130º С.
• Уровень шума. В основном для использования в индивидуальных домах выбирают приборы с малым уровнем шума, такими особенностями обладает насосное оборудование с мокрым ротором, шумовые характеристики которого не превышают 35 – 40 Дб.
• Соединение. В жилых индивидуальных домах используется отопительная магистраль малого сечения до 1,5 дюйма – в этом случае все насосное оборудование устанавливается в магистраль посредством резьбовых соединений (рассчитаны на трубопроводы диаметром до 2-х дюймов). Выходные фитинги большинства бытовых электронасосов оснащены наружной резьбой и легко встраиваются в линию при помощи соединительных муфт – американок.


• Размерные параметры. Монтажная длина является основным показателем прибора при встраивании в трубопровод (для циркулярных видов стандартные размеры 130 и 180 мм.), также учитывается диаметр входного и выходного патрубков (стандарт 1 и 1,25 дюйма).
• Класс защиты. По международной классификации стандартный класс защиты насосного оборудования отопительных систем IP44 – это означает, что агрегат защищен от попадания внутрь корпуса твердых механических частиц диаметром более 1-го миллиметра (первая цифра в маркировке), а его электрическая часть полностью закрыта от попадания капель и брызг, летящих под любым углом.

В характеристиках многих центробежных электронасосов для систем подачи воды, указывается и такой параметр, как размер частиц. Для насосных приборов замкнутой отопительной системы этот фактор не играет никакой роли (если не произошло разрушение материалов трубопровода и сантехнической арматуры) – жидкость в закрытом трубопроводе всегда в неизменно чистом состоянии.

По этой причине (открытый ротор с жидкостным охлаждением рассчитан на чистый теплоноситель) электронасосы с мокрым ротором не используют в магистралях горячего водоснабжения индивидуальных домов, где забор осуществляется из скважин или колодцев.

Рис.7 Пример условного обозначения электронасосов Grundfos

Маркировка

Насосное оборудование от разного производителя имеет свою маркировку, чаще всего на корпусе указывается напор (номинальное или максимальное значение) объем подачи (в метрах кубических в час или литрах в минуту, также номинальный или максимальный показатели) и условный диаметр проходного канала в миллиметрах.

В моделях Grundfos указывается материал изготовления корпуса, вид соединения и монтажная длина, в модельном ряду Wilo основными показателями являются внутренний диаметр условного прохода и максимальный напор.

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления – критерии

Делая выбор циркуляционного насоса для системы отопления частного дома, практически всегда отдают предпочтение моделям с мокрым ротором, специально предназначенным для работы в любых бытовых магистралях различной протяженности и объемов подачи.

Данные устройства по сравнению с другими видами обладают следующими преимуществами:

• низким уровнем шума,
• небольшими габаритными размерами,
• ручной и автоматической регулировкой числа оборотов вала в минуту,
• напорными и объемными показателями,
• подходящими для всех отопительных систем индивидуальных домов.

Выбор насоса по количеству скоростей

Для повышения эффективности работы и экономии энергоресурсов лучше брать модели со ступенчатой (от 2-х до 4-х скоростей) или автоматической регулировкой частоты вращения электродвигателя.

Если используется автоматика для управления частотой, то экономия электроэнергии по сравнению со стандартными моделями достигает 50%, что составляет около 8% от электропотребления всего дома.

Рис. 8 Отличие подделки (справа) от оригинала (слева)

На что еще обратить внимание

При покупке популярных моделей Grundfos и Wilo велика вероятность подделки, поэтому следует знать некоторые отличия оригиналов от китайских аналогов. Например, немецкие Wilo можно отличить от китайской подделки по следующим признакам:

• Оригинальный образец чуть больше по габаритным размерам, на его верхней крышке выбит серийный номер.
• Рельефная стрелка направления движения жидкости в оригинале помещена на входном патрубке.
• Клапан развоздушивания у подделки желтого цвета под латунь (такой же цвет и в аналогах под Grundfos)
• Китайский аналог имеет с обратной стороны яркую блестящую наклейку с указанием классов по энергосбережению.

При покупке электронасосов Grundfos в комплектации оригинала обязательно присутствуют две накидные гайки с прокладками, сам паспорт исполнен в черно-белой цветовой гамме – у китайской подделки паспорт цветной и крепежная фурнитура отсутствует.

Рис. 9 Критерии подбора циркуляционного насоса для отопления

Как рассчитать параметры насоса

Определяя параметры циркуляционных насосов для систем отопления, учитывают их следующие основные показатели:

• Напор. При перемещении теплопроводящей жидкости по магистрали она преодолевает гидравлическое сопротивление труб, радиаторов отопления, сантехнической арматуры. Создаваемое насосом давление позволяет теплоносителю двигаться по трубам, преодолевая это сопротивление, параметр измеряется в метрах водяного столба и показывает, на какую высоту по вертикали может быть поднята рабочая жидкость.
• Объем подачи. Данный показатель указывает на количество теплоносителя, который подается на отопительные радиаторы в единицу времени, параметр напрямую связан со скоростью вращения рабочего колеса.

Все остальные характеристики насосного оборудования (мощность, частота вращения вала электродвигателя) являются производными от основных параметров. Выбирают мощность и частоту по наилучшим показателям из модельного ряда агрегатов от разных производителей после вычисления необходимого напора и объема подачи.

Если не обращаться за помощью к специалистам, то параметры электронасосов рассчитывают вручную, по таблицам, с помощью онлайн калькуляторов, которые имеются на сайтах некоторых известных производителей, или по компьютерным программам – последний метод является наиболее точным.

Рассчитать основные технические параметры самостоятельно вручную по формулам не слишком сложно, результат можно сравнить с указанными в таблице данными, которые предоставляют некоторые производители. В таблице (рис. 11) отмечена мощность отопительного котла и объем обогреваемого помещения, подходящая модель насоса выбирается по этим данным. Табличные результаты не слишком точны – они не учитывают гидравлическое сопротивление, соответствующее потерям в прямой и обратной линии, но их можно использовать для проверки полученных вручную или на онлайн калькуляторах результатов.

Рис. 10 Расчет тепловой мощности дома

Для чего необходимо выполнять расчет

Ответ на данный вопрос очевиден, для оптимального подбора насосного оборудования необходим предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления, чем точнее вычисления, тем более оптимальным будет выбор. Правильно подобранный насос для отопления будет функционировать в пределах рабочей области, обеспечивающей наивысший коэффициент полезного действия – это позволит сэкономить энергоресурсы.

Также многие циркулярники имеют несколько скоростей регулировки частоты вращения – если вычисления верны, выбирают модель с оптимальной скоростью с таким расчетом, чтобы переключение на другие обороты позволяло комфортно использовать обогрев или экономить энергоресурсы без ухудшения условий проживания.

Расчет производительности насоса

Объем подачи электронасоса вычисляется по нескольким формулам, одна из которых:

Q = P/(1,163 х (Tf – Tr)) или Q = 0,86R/(TF–TR)  (м.куб./ч.)

где:

• Q – объем прокачиваемого количества теплоносителя в м.куб./ч.;
• P – тепловое потребление отапливаемых помещений (тепловая мощность) в Вт;
• (Tf – Tr) – разница температур в трубах, выходящей от котла и подающей воду обратно (для длинных трубопроводов с водяными теплыми полами разность составляет около 20 С.; если используются короткие контуры с небольшим количеством радиаторов отопления, значение берется около 10 С.; если греют только теплый пол небольшой площади, температурный перепад принимают равным 5 С.);
• 1,163 – коэффициент удельной теплоемкости воды в Вт.*ч./кг.*К. (для антифризов показатель имеет другое значение, определяется по справочной литературе).

Еще одна формула выглядит следующим образом:

Q = 3,6 х P/(С х (Tf – Tr)), (м.куб./ч.)

где: С – теплоемкость (для воды составляет 4,2 кДж./кг.*С), остальные символы аналогичны приведенным в предшествующей формуле.

При расчете тепловой мощности помещения, которое отапливают, руководствуются СНиП 2.04.07-86 для теплосетей, в них для одно- двухэтажных зданий при наружной температуре от -20 до -30º С принимается показатель теплового потребления 173 – 177 Ватт на один квадратный метр, для зданий большей этажности в три-четыре этажа данный параметр составляет 97 – 101 Вт./м.кв.

Понятно, что общая тепловая мощность потребляемой всем домом энергии, которая необходима для подсчетов, складывается из суммирования площадей всех помещений, в которых установлены отопительные радиаторы.

Приведенные выше формулы используются при начальных расчетах магистрали отопления – на их основе в зависимости от потребления тепла помещениями выбирается отопительный котел. Если он установлен, вместо необходимой тепловой мощности в формуле используются параметры котла, пример (мощность котла 50 кВт.):

Q = 50/(1,163 х 20С) = 2,15 м.куб./час. – объем подачи циркулярного насоса для генератора тепла мощностью 50 кВт., данный расход можно использовать для приблизительных вычислений.

Рис.11 Расчет насоса для системы отопления по мощности котла отопления на примере Wilo

Мощность системы отопления и требуемый напор

Напор является второй важной характеристикой насоса, он должен быть больше сопротивления магистрали, для определения его значения вычисляется гидравлическое сопротивление движению воды, формула имеет следующий вид:

H = (F х R × L)/(p × g) или (F х R × L)/10000 (м.)

где:

• H – напор, выраженный в метрах водяного столба;
• F – коэффициент для сантехнической арматуры, составляет 1,3 для фасонных деталей и 1,7 для термостатического вентиля или клапана, если в магистрали установлены оба вида комплектующих, коэффициент принимается равным 2,2, при наличии смесителя или гравитационного тормоза значение коэффициента равно 1,2, а общее значение при наличии всех 3-х составляющих следует увеличить до 2,6.
• R – гидравлическое сопротивление или потери на трение в трубах, выражается в паскалях на погонный метр, лежит в диапазоне от 50 Па./м. до 150 Па./м. Дома старых лет постройки со стальными трубопроводами большого диаметра имеют малое гидравлическое сопротивление по сравнению с современными металлопластиковыми материалами других параметров, при их расчете значение R принимается равным 50 Па./м.;
• p – плотность теплоносителя, при использовании воды ее показатель 1000 кг./м.куб.;
• g – максимальная высота подъема водяного столба, ограниченная атмосферным давлением, составляет 10,33 метра (при расчетах округляется до 10) при отсутствии гидравлического сопротивления.

Пример расчета напора в линии, общей длиной 100 метров с металлопластиковыми трубами малого диаметра (гидравлическое сопротивление 150 Па./м.) при наличии фасонных деталей и сантехнической арматуры из термостатических клапанов и смесителя (коэффициент 2,6):

H = 150 х 100 х 2,6/10000 = 3,9 м.

Рис. 12 Программа для расчета гидравлических сопротивлений

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

Как отмечалось выше, сопротивление, которое препятствует движению воды, при расчетах составляет от 50 до 150 Па./м, для более точного вычисления потерь можно воспользоваться компьютерной программой для определения значения гидравлического сопротивления давлению в трубе одной ветки.

После определения основных данных – напора и объема подачи, из каталога производителя подбирают нужную модель, используя графики зависимости напорных характеристик от объема прокачки. На диаграмме совмещают горизонтальную линию рассчитанного напора и вертикальную ось подачи, затем определяют модель по диаграмме рабочих характеристик.

Как видно из графика характеристик (точка на рис. 13), подходящая модель насоса, исходя из проведенных расчетов в случае выбора Wilo – Star RS 156, 256, 306 с тремя скоростями вращения вала электродвигателя.

Количество скоростей насоса

Известные производители насосного оборудования для отопления оснащают свои агрегаты переключателями частоты вращения вала, в некоторых моделях скорость работы устройства регулируется автоматически. При эксплуатации это создает дополнительные удобства: так как нагревание жидкости происходит довольно долго, для быстрого прогрева помещений можно выставить максимальную скорость работы электронасоса или сэкономить электроэнергию, установив минимальные обороты электродвигателя, когда помещение прогрето.

Количество скоростей, в зависимости от производителя, может составлять от 2-х до 4-х – чем их больше, тем более эффективно можно использовать циркулярник в отопительной системе, а самый экономичный вариант – электронное управление частотой вращения.

Рис.13 Подбор электронасоса по напорным характеристикам

Производители и цены

Отопление является основной системой частного дома, в отличие от водопровода и канализации, его остановка может нанести существенный финансовый ущерб при поломках в зимнее время и размораживании. Даже если хозяева присутствуют в доме и циркулярник вышел из строя, придется срочно покупать новый прибор, а это не всегда возможно в глухих сельских районах. Также качественное насосное оборудование для отопления повышает комфортность проживания и экономит энергоресурсы – поэтому лучше выбирать модели от известных производителей, избегая описанных выше китайских подделок.

Wilo – известный немецкий производитель, поставляет на рынок широкую линейку бытовых циркулярников серии RS, Stratos, Smart, Top, все модификации имеют следующие особенности:

• Выпускаются в соответствии с европейской директивой по энергосбережению EnEV для отопительных контуров с тепловой мощностью более 25 кВт, согласно которой допускается только автоматическое регулирование работы насосного оборудования и наличие не менее 3 ступеней регулировки потребляемой электроэнергии.
• Рассчитаны на европейское напряжение переменного тока в 230/400 В с допустимыми отклонениями 10%.
• Корпуса в основном сделаны из чугуна.
• Мощность агрегатов в зависимости от напорных и объемных характеристик лежит в диапазоне от 40 до 200 вт., выбранный ранее электронасос для однодюймовой трубы Wilo – Star RS 256 имеет мощность 99 Вт.
• Стоимость циркулярных электронасосов Wilo колеблется в пределах от 50 до 100 у.е.

Рис. 14. Популярные марки циркулярников Grundfos, Wilo, DAB

Grundfos – всемирно известный датский производитель насосного оборудования, на рынке представлены модели UP, UPS, UPSD, Solar и их более современные аналоги Alpha2, имеющие следующие особенности:

• Корпуса изготавливают из чугуна, латуни и нержавеющей стали (маркируются литерой N).
• Модели UPS оснащены 3-мя скоростями вращения вала, в Alpha2 частота регулируется автоматически.
• Представлен широкий спектр мощных моделей с объемом подачи до 15 м./ куб. и напором до 15 м.
• Стоимость электронасосов Grundfos составляет 70 – 100 у.е., цена мощных приборов может доходить до 500 у.е.

Если сравнивать мощность агрегатов Wilo и Grundfos, то аналогичный ранее рассмотренному прибору Star RS 256 от Wilo, Grundfos UPS 25-60 180 потребляет в полтора раза меньше электроэнергии – его мощность составляет 60 Вт. К тому же Grundfos имеет максимальный объем подачи в 4,35 м.куб./ч. против 3,5 м.куб./ч. у Wilo.

DAB – известный итальянский производитель, поставляет на рынок бытовые циркулярные насосы серии A и VA, их отличительные особенности:

• Наличие 3-х скоростей вращения у однофазных моделей и встроенная защита от перегрузки.
• Рабочая температура теплоносителя от -10 до +110 С.
• Для бытового использования наиболее подходит линейка VA, максимальная производительность который составляет 3,5 м.куб. ч. и максимальный напор 6,5 м. (у серии A соответствующие максимальные показатели 16 м.куб.ч. и 11 м.).

Выбор моделей DAB является оптимальным вариантом по соотношению цены и качества, циркулярник DAB VA 35/180 с максимальными производительностью 3 м. куб./ч. и напором 4,3 м. стоит около 60 у.е. – это на 40 у.е. дешевле Grundfos и Wilo.

Рис. 15 Параметры DAB

Рекомендации по установке насосов

При установке насосов в магистраль отопления необходимо соблюдать следующие правила:

• Агрегат устанавливается таким образом, чтобы его вал занимал горизонтальное положение, направление перемещения теплоносителя должно соответствовать стрелке на корпусе прибора.
• Крепление подобранного устройства производится разводным сантехническим ключом при помощи резьбового крепежа (накидные гайки от фитингов американка) с прокладками.
• Подсоединение к системе электроснабжения производится согласно электрической схеме включения, при этом используют три провода сечением не менее 0,75 мм. кв. и внешним диаметром, рассчитанным на уплотнительную муфту в коробке.

Перед первым включением проверяют трубопровод на отсутствие посторонних предметов, герметичность резьбовых соединений, правильность подключения проводов и параметры питающей электросети, убеждаются в том, что краны запорной арматуры открыты.

При включении удаляют воздух из насоса выкручиванием резьбовой пробки, проверяют амперметром силу тока в обмотке электродвигателя (она должна соответствовать данным, приведенным на корпусной маркировке), убеждаются в отсутствии повышенной вибрации и шума при работе агрегата.

Рис. 16 Подключение и монтаж циркулярника Grundfos с байпасной веткой

Особенности монтажа

Как правило, циркулярные электронасосы устанавливаются в магистраль с использованием байпаса – параллельного трубопровода с шаровым краном, через который подается теплоноситель при отключенной ветке насоса. Такая конструкция позволяет извлекать циркулярник для настройки, ремонта или замены без слива теплоносителя из системы.

Правильно выбрать циркуляционный насос для отопления – ответственная задача, решение которой лучше доверить специалистам. От выбранного агрегата зависит комфортность и эффективность работы системы отопления (оптимальный КПД устройства), расход электроэнергии, экономия которой при правильном решении может достигать 80%.

При желании можно самостоятельно провести расчеты по формулам, наиболее высокую точность подсчетов получают при использовании компьютерных программ. При работе с программами необходимо понимать, как правильно вносить данные – во многих случаях это требует специальных технических знаний, на получение которых придется потратить некоторое время

Источник: montagtrub.ru

При решении вопросов с организацией обогрева собственного жилья подавляющее большинство домовладельцев отдает предпочтение водяной системе отопления. Способы получения тепла могут разниться – в зависимости от наличия источников энергии, преобладающих в регионе видов топлива, экономичности того или иного подхода. То есть, собственно, котел может устанавливаться в зависимости от обстоятельств, газовый, электрический, твердотопливный – длительного горения или с автоматической подачей топлива, дизельный и т.п.  А вот распределение тепловой энергии по помещениям в большинстве случаев осуществляется посредством циркулирующего по трубным контурам теплоносителя – воды или специально подобранной технической жидкости.

При проектировании водяной системы отопления, самостоятельно или с привлечением специалистов, необходимо грамотно подходить к выбору всех агрегатов, узлов и комплектующих, от котла и радиаторов до труб и последней задвижки – все должно в полной мере соответствовать планируемым параметрам, создаваемой системы. Одну из ключевых ролей играет и водяной насос для отопления, так как  система, оснащенная устройством для принудительной циркуляции, всегда отличается стабильностью в работе и высокой эффективность. Поэтому настоящая публикация будет полностью посвящена нюансам устройства насосов, критериям их выбора и основным правилам установки.

Так ли нужен циркуляционный водяной насос для отопления?

Наверняка, многие из экономных хозяев зададутся вопросом – а нельзя ли вообще не «заморачиваться» с насосом. Ведь в небольшом доме с несильно разветвлёнными контурами, можно отопление организовать по схеме естественной циркуляции.

Да, безусловно, такая возможность есть. Для этого необходимо правильно расположить расширительный бачок, подобрать трубы соответствующего диаметра и смонтировать их с определенным уклоном, оптимально расставить радиаторы отопления. Одним словом, когда говорят о простоте системы с естественной циркуляцией, то это утверждение весьма сомнительно.

Основное достоинство естественной циркуляции – не привязанность ее к электрическому питанию (если, конечно, сам котел – энергонезависимый). Во всем остальном – она существенно уступает циркуляции принудительной.

Теплотехнические расчеты показывают, что даже при самых оптимальных условиях – высоком КПД котла, рациональном размещении всех узлов, чистых, не заросших отложениями трубах и минимуме запорных или, иных арматурных элементов, естественное повышение давления за счет разницы температур и создания уклона будет в пределах 0,6 атмосфер. Этого бывает явно недостаточно для преодоления сильного гидравлического сопротивления в разветвленной сети или даже при случающихся форс-мажорных обстоятельствах — случившийся засор в трубах с заужением внутреннего просвета или даже кратковременная остановка газового котла могут привести к разбалансированию системы отопления, и ее долго придётся «приводить в чувство».

Итак, резюмируем достоинства и недостатки естественной и принудительной циркуляции:

1. К преимуществам естественной циркуляции, как уже говорилось, можно отнести лишь полную энергонезависимость и относительную простоту обвязки самого котла. Зато недостатков – целый перечень:

— Необходимость использования труб разного, в том числе и достаточно большого диаметра, что приводит к удорожанию проекта и к сложностям в монтаже. Система требует очень тщательных теплотехнических расчетов, с точным соблюдением уклонов, с обязательным учетом превышений расположения одних элементов над другими и с иными нюансами.

— Передача тепловой энергии на значительные расстояния (высоты) просто невозможна. И высота, и длина создаваемого контура ограничены.

— Низкая скорость естественного перемещения теплоносителя приводит к совершенно ненужным энергетическим потерям, неравномерности распределения тепла по помещениям, а значит – к снижению общего КПД системы и ее экономичности.

— Система с естественной циркуляцией очень тяжело поддается каким-либо точным регулировкам, оптимизации распределения тепловых потоков по помещениям дома.

2. А теперь – о принудительной циркуляции в контурах отопления.

К ее недостаткам приписывают зависимость от наличия электропитания – при сбоях в подаче электроэнергии система отопления останавливается.

— Ну, во-первых, ничто не мешает организовать всю систему таким образом, чтобы она могла работать в обоих режимах — достаточно установить насосный узел на «обратке» перед входом в котел. Для примера на рисунке воспроизведена все та же схема, но с указанием места врезки циркуляционного насоса. О порядке обвязки будет рассказано ниже.

— Во-вторых, согласимся, что сейчас все же не «заря электрификации страны». И, положа руку на сердце, дадим себе честный ответ на вопрос – как часто, насколько регулярно и на какую продолжительность в конкретном районе (городе, поселке) отключают электроэнергию. Если это – лишь досадные эпизоды, связанные с какими-то аварийными ситуациями, то все можно решить установкой системы бесперебойного питания. Мощность потребления у циркуляционных насосов, как правило, очень невелика, и даже небольшой UPS позволит легко поддержать всю систему отопления в рабочем состоянии.

Если, конечно, еще есть такие места, где перебои с подачей электричества являются систематическими и длительными, то в этих населенных пунктах, безусловно, лучше организовывать отопления по схеме естественной циркуляции.

Но зато установка насосного оборудования разом придает системе отопления немало преимуществ:

• Резко уменьшается материалоемкость создаваемой системы – трубы большого диаметра могут не понадобиться. А это – еще и облегчение процесса их монтажа.
• При соблюдении необходимых мер термоизоляции трубопроводов, тепловая энергия может передаваться на значительные расстояния и высоты, что очень важно для системы отопления в крупный коттеджах, в несколько этажей или с пристройками.
• Резко возрастает КПД системы отопления. Энергозатраты на работу насоса не идут ни в какое сравнение с тем выигрышем, который достигается за счет повышения эффективности системы.
• Появляется возможность «зонирования» системы отопления, использования различных вариантов теплообмена – обычных радиаторов, конвектором или водяных «теплых полов».
• Система отопления получается «гибкой» — она легко поддается регулировкам как в общем, так и на отдельных ее участках. В любом помещении, при желании, можно поддерживать индивидуальный уровень нагрева. При необходимости, можно быстро организовать перераспределение тепла с акцентом на конкретный участок.
• Система с принудительной циркуляцией намного проще в запуске и в регулярном обслуживании.

Наверное, больше убеждать не надо: врезку циркуляционного насоса в систему водяного отопления можно рассматривать, как насущную необходимость. Если он еще не стоит, то при очередном обслуживании отопления с естественной циркуляцией или при его реконструкции этот вопрос нужно поставить в разряд первостепенных.

А теперь ближе к вопросам устройства насосов и выбора нужных моделей.

Как устроены циркуляционные насосы?

Практически все циркуляционные насосы организованы по центробежной схеме. В специальной камере (улитке) вращается лопастное колесо (крыльчатка), которое отбрасывает входящий поток жидкости от центра к краям камеры. За счёт центробежной силы при вращении колеса в центре на входе создается область разрежения, а на выходе – повышенного давления. Этой разницы достаточно для того, чтобы создать ровный устойчивый циркуляционный поток в контуре отопления.

Главная проблема, которая стояла перед разработчиками насосов такого типа – обеспечить надёжную изоляцию электрической части. Первые смелые попытки были сделаны еще в начале XX века, когда были созданы первые циркуляционные насосы с ротором, полностью изолированным от воды (сухого типа). Несколько позднее были разработаны установки с роторами, находящимися в среде теплоносителя (мокрого типа).

Безусловно, с тех пор конструкции постоянно совершенствуются, но и по сей день используются все те же схемы работы циркуляционных насосов – «сухая» и «мокрая».

1. Насосы «сухого» типа обычно массивные, с характерным вынесенным в сторону вытянутым моторным отсеком. Они достаточно шумные, и установка в жилых помещениях с этой точки зрения нецелесообразна.

Примерное устройство сухих» насосов показано на рисунке (область, заполненная теплоносителем, обозначена зеленым цветом):

Электродвигатель (поз. 2), которому при его работе требуется охлаждение, поэтому чаще всего на нем установлен кожух (поз. 1), под которым скрыт вентилятор.

Вал ротора двигателя одет на шарикоподшипник (поз. 6), а внутренняя часть электродвигателя дополнительно защищена (поз. 7) уплотнительным кольцом (иногда – уплотнителем сальникового типа).

Блок электродвигателя соединён с корпусом насосной части (поз. 9) через металлический (чугунный, латунный) опорный фланец (поз. 3) болтами или винтами. Прокладка (поз. 8) обеспечивает герметичность этого сопряжения.

В гильзе рабочего вала (поз. 5) установлена пара уплотнительных колец (поз. 11), изготовленных из специального материала, обеспечивающего наиболее плотное их прилегание друг к другу за счет разницы внешнего атмосферного давления и напора, создаваемого насосом. Кольца изготавливаются из особого угольного агломерата, из керамики или, реже, из нержавеющей стали.

Создание напора обеспечивается вращением рабочего колеса (поз. 12), отбрасывающим поступающую из точки входа в камеру (поз. 10) жидкость к краям «улитки».

Для предотвращения скопления воздуха предусмотрен воздушный клапан (поз. 4). Часто имеется возможность установки контрольного манометра на выходе – на рисунке показано заглушенное отверстие для него (поз. 13).

Насосы «сухого» типа отличаются высокой производительностью, КПД у них доходит до 80%. Но, вместе с тем, они требуют к себе намного больше внимания – уплотнительные кольца подлежат периодической замене, так как достаточно быстро изнашиваются. Обычно такие насосы устанавливают в отдельных помещениях из-за их шумности и необходимости особых условий. Обычная сфера их применения – мощные теплопункты или системы отопления, где производительность насосного оборудования играет решающую роль. В домашних системах они применяются в исключительных случаях – здесь вполне достаточно насосов с «мокрым ротором».

2. Насосы «мокрого» типа всегда намного компактнее (при равных показателях производительности). Если «сухие» насосы чаще всего требуют консольной установки, то «мокрые» просто врезаются в трубопровод.

Дополнительная система охлаждения им не требуется – излишки тепла всегда отводятся циркулирующей через них жидкостью.

Схематично устройство «мокрого» циркуляционного насоса можно изобразить следующим образом:

Статор двигателя (поз. 4) в данном случае расположен в герметичном металлическом «стакане» (поз. 8). Ротор же не имеет привычного для двигателя коллекторно-щеточного механизма, электротехнически он организован иначе, так как вращается в жидкой среде теплоносителя (показан так же, как и на первой схеме зеленоватым фоном). Вал ротора (поз. 7) опирается с обеих сторон на подшипниковые втулки (поз. 2), а сам теплоноситель в этой схеме выполняет роль никогда не высыхающей смазки. Именно поэтому очень важно, чтобы внутри насоса не скапливался воздух и подшипники всегда были в «мокром» состоянии. Чтобы достичь этого, вал двигателя должен при любом расположении насоса оставаться исключительно в горизонтальном положении, а для выпуска воздуха предусмотрена резьбовая пробка-клапан (поз. 6), герметизация которой в закрученном состоянии обеспечивается прокладкой (по. 5)

В остальном же – та же камера-«улитка» в чугунном или латунном корпусе (поз. 1), рабочее колесо (поз. 3), создающее центробежное ускорение жидкости и перепад давления на входе и выходе из насоса..

Достоинство – не нужны сложные и быстроизнашивающиеся уплотнения на вращающихся узлах. Обычные прокладки на неподвижных соединениях (поз. 10) полностью решают проблему герметизации насоса.

Вращение ротора происходит в жидкой среде, что¸ конечно, из-за повышенного сопротивления воды существенно снижает КПД подобного насоса (обычно этот показатель достигает примерно 50%). Тем не менее, применение «мокрого» насоса является вполне оправданным в условиях индивидуальной системы отопления:

• Такие насосы работают практически бесшумно – даже установленные в жилых помещениях (например, на коллекторе «теплого пола»), они не приносят каких-либо ощущений дискомфорта.
• Низкий КПД в полной мере окупается невысоким потреблением энергии. Так, насосы начальной категории производительности, которые чаще всего используются для систем отопления небольших домов и коттеджей, имеют паспортную потребляемую мощность от 25 до 50 Вт – сравнимо с небольшой лампочкой.
• При соблюдении требований эксплуатации они могут служить десятилетиями, абсолютно не требуя какого-либо вмешательства – профилактического обслуживания или ремонта. Главное – не оставлять ротор сухим. В остальном, по большому счету, там просто нечему ломаться или истираться (в отличие от коллекторных электродвигателей, у которых изнашиваются щетки, или «сухой» схемы насоса, с постепенно истирающимися уплотнительными кольцами).

Итак, не нужно особо мудрить – для домашних автономных систем отопления вполне будет достаточно насосов с «мокрым» ротором.

Они удобны еще и тем, что имеют модульную конструкцию – легко разбираются на составные узлы, каждый из которых, в случае выхода из строя, может быть заменен на исправный.

На рисунке цифрами обозначены:

1 – корпус рабочей камеры насоса. Чаще всего изготавливается из серого чугуна, хотя встречаются модели и из медных сплавов (латуни или бронзы).

2 – рабочее колесо. Оно испытывает значительные нагрузки от сопротивления жидкости, поэтому изготавливается из прочных полимерных композитов со стекловолоконным армированием.

3 – ротор электропривода насоса с постоянными магнитами.

4 – рабочая ось (вал) ротора. В современных моделях насосов изготавливается из высокопрочной металлокерамики. Со стороны рабочего колеса опирается на радиальный подшипник в подшипниковой обойме из нержавеющей стали. С противоположной (со стороны двигателя) — в опорный подшипник. В обоих местах установлены прочные подшипники скольжения из сочетания графита и керамики.

5 – корпус статора электропривода насоса. Может быть литой чугунный либо штампованный – из нержавеющей стали.

6 – клеммная коробка, в которой подключается кабель питания. На ней же обычно расположен и регулятор режимов работы насоса (если это предусмотрено конструкцией).

7 – клапан (воздушный винт) для стравливания воздуха из корпуса насоса после заполнения системы отопления.

Сборка всех модулей в одну конструкцию производится винтовым соединением и не представляет абсолютно никакой сложности.

Видео: устройство и установка циркуляционного насоса «Grundfos»

Как правильно выбрать нужный циркуляционный насос?

Теперь, когда с устройством циркуляционного насоса определенная ясность достигнута, нужно разобраться с параметрами подбора этого устройства под конкретную систему отопления.

Внешне такие насосы, особенно от одного производителя, могут быть очень похожи друг на друга, и даже мало различаться размерами или расцветкой. Тем не менее, различия между ними есть и это обязательно учитывается при выборе. Каковы основные критерии при выборе?

• Напряжение питания – обычно в домашних условиях используется техника с однофазным питанием напряжением 220 В, частотой переменного тока 50 Гц.
• Потребляемая мощность – зависит от конкретной модели и от режима работы. У насосов, имеющих переключение на несколько скоростей прокачки воды, обычно на корпусе нанесена табличка с указанием потребляемой мощности и силы тока в каждом из режимов. Впрочем, практически у всех насосов, используемых в быту, максимальная мощность нагрузки редко превышает 50 – 70 Вт.

• Обязательно учитывается максимальная температура перекачиваемой жидкости. У насосов, предназначенных для систем отопления, как правило, допустимый максимум – 110 градусов, то есть с огромным запасом больше, чем достаточно.
• Из размерных величин прежде всего интересует диаметр резьбовой части и монтажная длина. Подавляющее большинство насосов врезаются в контур с помощью накидных гаек-американок (фланцевые) патрубки с самими гайками очень часто входят в комплект поставки насоса. Самые применяемые в условиях частного жилья диаметры по европейской метрической классификации – 25 или 32 мм (1 и 1¼ дюйма). Стандартные монтажные длины насосов этого класса – 130 или 180 мм.
• Класс защиты электроприборов – как правило, современные циркуляционные насосы имеют по международной классификации класс защиты IP44. Это означает, что приборы защищены от попадания внутрь твердых инородных предметов и частиц крупнее 1 мм (первая цифра – «4»), а также полностью застрахованы от попадания на электрические контакты водяных брызг или капель, летящих под любым углом (вторая цифра – «4»).
• На корпусе насоса нередко указывается и величина максимального давления на выходе (обычно порядка 10 бар). В практическом приложении эта величина говорит не о многом. Гораздо большее значение имеют родственные показатели – производительности аппарата и создаваемого водяного напора.
• Производительность насоса – это количество жидкости, которое он способен перекачать в единицу времени. Обычно эта величина указывается в м³/час.
• Величина создаваемого напора измеряется в метрах (дециметрах) водяного столба.
• Очень часто основные технические параметры наосов вынесены в их заводское наименование модели. Например, название насоса датской фирмы Grundfos «ALPHA2 L 25-40-180» поведает о том, что это изделие из модельной линейки «Alpha2 L», оба патрубка, на входе и на выходе имеют диаметр 25 мм, создаваемый водяной напор – 40 дм (4 м), а монтажная длина насоса – 180 мм.

С этим всем разобраться несложно, но как определить, какая из моделей оптимально подходит под конкретную систему отопления? Здесь – несколько сложнее, так как придется углубиться в расчеты.

Самостоятельный расчет параметров насоса

Проще всего в этом случае – взять усредненное значение, воспользовавшись таблицей. Однако, уместно будет сделать ряд предупреждений:

Эта таблица рассчитана для практически идеальных условий – максимально высокий КПД котла и насоса, оптимальное соотношение объема теплоносителя в системе к единице мощности (10 ÷ 12 л/1кВт). Для расчетов было взято условие трехкратной полной циркуляции теплоносителя в течение часа.

Цены на электрические водяные насосы Джилекс

Обратите внимание, что в столбцах мощности отопительного котла указаны три значения – для обычного радиаторного отопления с разницей температуры на входе и выходе ΔТ=20 °С, для конвекционной схемы — ΔТ=15 °С, и для системы «теплый пол», в которой перепад температуры всегда обеспечивается минимальный — ΔТ=10 °С. (Полная таблица не приводится – здесь только выдержка из нее отапливаемой площади до 1100 м²).

планируемая площадь отопления (кв. м)	Требуемая тепловая мощность (кВт) при перепадах температуры теплоносителя на входе и выходе из котла ( Δt)			параметры насоса (минимум)
	Δt= 20 °	Δt= 15 °	Δt= 10 °	производительность (м ³/час)	создаваемый напор (без учета гидравлического сопротивления и разветвленности системы)
до 200	28,0	21,0	14,0	1,25	1,0
350	46,0	35,0	23,0	2,0	2,0
500	70,0	52,0	35,0	3,0	2,0
900	116,0	87,0	58,0	5,0	3,0
1100	140,0	105,0	70,0	7,0	3,0

Однако, не все так просто. Конечно, полученные данные в определенной мере могут стать ориентиром для приобретения нужной модели, но все же можно и ошибиться, так как ы полученных значениях не учтены, к примеру, особенности гидравлического сопротивления системы отопления и ее разветвлённость. А величины сопротивления (потери давления, создаваемого насосом) могут быть весьма существенными:

Элементы системы отопления	Примерные потери давления на элементах (кПа)
Котел отопления обычный	до 5
Котел отопления компактный	от 5 до 15
Автономный теплообменник (при наличии двухконтурной системы)	от 10 до 20
Калориметр (счетчик тепловой энергии)	от 15 до 20
Теплообменник бойлера косвенного нагрева	от 2 до 10
Теловой насос	от 10 до 20
Радиатор отопления	до 1
Конвектор отопления	от 2 до 15
Вентиль на радиаторе	до 10
Трехходовый вентиль	от 10 до 20
Обратный клапан	от 5 до 10
Фильр грубой очистки ( с чистой сеткой)	от 15 до 20
Гидравлическое сопротивление пластиковых труб	150 Па на 1 пог.метр

Так что лучше взять план дома (квартиры), лист бумаги, ручку, калькулятор, и просчитать все параметры самостоятельно. Это не так сложно, и времени много не займет.

1. Для начала, определим необходимую тепловую мощность для обогрева помещений, которые будут охвачены нашей системой отопления. Для этого суммируем площадь всех комнат, получая значение Σso.

2. По таблице удельных мощностей (Qs) определяем нужное значение исходя из региона проживания:

Регион России, в котором ведется строительство	Величина удельной мощности Qs (кВт) на 10 м ²
Южные регионы страны (Северный Кавказ, Прикаспийские, Приазовские, Причерноморские области)	0,7 ÷ 0,9
Центральное Черноземье, Южное Поволжье	1,0 ÷ 1,2
Центральные области Европейской части, Приморье	1,2 ÷ 1,5
Северные районы Европейской части, Приуралье, Сибирь	1,6 ÷ 2,0

3. Подставляем данные в формулу М = Σso × Qs : 10

Например, необходимо провести расчет для дома, расположенного в Рязанской обл (Центральный регион).  Общая площадь коттеджа, охваченная системой отопления, составляет 200 м².

М = 200 × 1,3 / 10 = 26 кВт.

4. Производительность насоса вычисляется по следующей формуле:

G = M / ΔТ × Cт

М – требуемая мощность котла, мощность, которую мы уже нашли раньше (в Вт).

ΔТ – перепад температур в системе отопления, о котором упоминалось выше – 20, 15 или 10 градусов.

Ст – коэффициент, учитывающий удельную теплоёмкость жидкости, используемой в качестве теплоносителя. Для воды это значение принимается равным 1,16. Если в систему заливается иная жидкость, например, антифриз с соответствующими присадками, то это значение должно быть указано в ее характеристиках.

В нашем случае считаем для обычных радиаторов и для воды в качестве теплоносителя

G = 26000 / 20 × 1,16  = 1121

Полученная величина выражена в килограммах в час, что, согласитесь, не совсем удобно. Но нет ничего проще, чем перевести ее в единицы объема – просто разделим на плотность воды при средней температуре около 70 градусов –970 кг/м³.

В итоге получаем G = 1121 / 970 = 1,21 м³/час

Такой же расчет, но гораздо быстрее, можно провести с помощью предлагаемого калькулятора:

Калькулятор для расчета производительности насоса

Перейти к расчётам

5. Следующая важнейшая величина для правильного подбора насоса – создаваемый им напор воды (часто называют водяной столб).

Главный смысл здесь заключается в том, что насос должен создать усилие, которое преодолеет гидравлическое сопротивление на всех участках системы. При этом вертикальный подъем теплоносителя в расчет особо и не принимается, так как это в полной мере компенсируется обратно направленным усилием на нисходящих участках контура. А вот сопротивление труб, вентилей, теплообменников, иных элементов имеет очень большое значение.

Как читатель уже убедился, ознакомившись с таблицей выше, каждый элемент системы отопления дает определенное падение напора. По уму, конечно, необходимо проводить полный подробный расчет – кстати, именно так и делается при использовании специальных прикладных программ. Однако, практика показывает, что в условиях ограниченных систем, в масштабах дома или квартиры, достаточно учесть длину труб, а потом вести в формулу поправочный коэффициент на «сложность».

Формула выглядит следующим образом:

Н = Σᴸ × R × Zr

Н – вычисляемый напор, создаваемый насосом (значение будет получено в паскалях, Па)

Σᴸ — суммарная длина всего контура отопления, включая как подачу, так и трубы обратки. Если предусматривается водяной теплый пол, то обязательно учитывается полная протяженность всех контуров, завязанных на один насос.

R – удельное сопротивление метрового участка трубы. Смотрим в таблицу – для пластиковых труб это значение равно 150 Па/м

Zr – коэффициент,  учитывающий насыщенность системы запорными вентилями, фитингами, терморегуляторами, теплообменниками и т.п. – всеми теми элементами, которые создают потери давления. Значение этого коэффициента принимают равным:

1,3 – если используются стандартные, штатные фитинги и вентили.

1,7 – при использовании в системе термостатических элементов (трех— или четырехходовых кранов, поддерживающих установленный уровень температуры).

2,2 – при сильно разветвленной системе, с большим количеством фасонных и регулирующих элементов.

Допустим, мы считаем необходимый напор для системы с общей длиной труб 170 м, и с установленными терморегуляторами на каждом из радиаторов отопления. Коэффициент в этом случае лучше взять 2.2

Н = 170 × 150 × 2,2 = 56100 Па

Чтобы перевести в метры водяного столба (примерно, но с допустимым уровнем точности), нужно разделить на 10000. В итоге получаем 5,6 метров.

Итак, в рассматриваемом нами примере мы определяемся с выбором насоса – производительность минимальная 1,23, округляем до 2 м³/час при создаваемом напоре 5,6 — с округлением 6 м.

Калькулятор расчета напора, создаваемого насосом

Перейти к расчётам

Чрезмерно завышать параметры приобретаемого оборудования абсолютно бессмысленно. Даже в приведенных формулах уже заложен определенный запас, которого должно хватить на все «форс-мажоры». Излишняя производительность и напор просто останутся невостребованными и даже создадут определенный дисбаланс в работе системы отопления, приведут к ненужному перерасходу электроэнергии.

Несколько советов по установке циркуляционного насоса

Установка насоса в систему отопления обычно не вызывает больших сложностей, особенно при использовании полипропиленовых труб. Инструментов и комплектующих для этого требуется немного.

Подобрать и вварить в контур гайки-«американки» на расстоянии, соответствующем монтажной длине прибора – задача несложная для опытного домашнего мастера. А затем останется только установить сам насос, надеть уплотнительные прокладки и затянуть американки с обеих сторон.

Однако, при монтаже насоса еще нельзя забывать о целом ряде нюансов.

• Где бы насос ни устанавливался, перед ним по ходу движения теплоносителя рекомендовано смонтировать сетчатый («косой») фильтр. Попадание твердых частиц в «мокрые» подшипники насоса может вывести их из строя или снизить эффективность работы устройства.
• После насоса рекомендовано установить обратный клапан – эта мера направлена предотвращение обратного тока при выключенном питании насоса и на защиту от возможных гидравлических ударов
• В обычных радиаторных или конвекторных системах отопления циркуляционный насос рекомендовано устанавливать в точке с самой низкой температурой – на линии обратки в непосредственной близости к котлу.

• Если организуется система «теплый пол» то насос, наоборот, ставится только на подаче. Перепады температуры здесь невелики, но вот опасность завоздушивания контуров – достаточно серьезная. Чтобы избежать вероятности разрыва потока, насос ставится перед подающим коллектором.
• Чтобы обеспечить возможность переключения системы с принудительной на естественную циркуляцию теплоносителя, насос можно смонтировать по следующей схеме:

— Сам насос (поз. 1) монтируется на штатные накидные гайки-«американки» (поз. 5).

— Как уже упоминалось, перед насосом устанавливают сетчатый фильтр грубой очистки (поз. 3), а непосредственно за ним – клапан обратного тока воды (поз. 4).

— Управление этим узлов осуществляется  с помощью трех вентилей (поз. 2). Оставляется открытым либо прямой участок – для естественной циркуляции, либо наоборот – участок с насосом. Кстати, вентиль на прямом участке может быть задействован и для тонкой балансировки системы при работающем насосе – в этом случае он играет роль своеобразного байпаса.

• Про это уже говорилось, но нелишним будет напомнить – насосы с «мокрым» принципом действия устанавливаются только в положении, обеспечивающем строгую горизонтальность ротора.
• Около места установки насоса должна быть предусмотрена розетка питания, так, чтобы хватило длины шнура без натяга. В большинстве случаем насосам требуется розетка с обязательным заземляющим контуром.

• После установки насоса ни в коем случае нельзя его включать до полного заполнения системы теплоносителем – даже непродолжительная работа на холостом ходу может вывести прибор из строя.
• Перед заполнением и пуском системы ее желательно тщательно промыть чистой водой, так, чтобы в полостях труб не оставалось твёрдых включений.
• Несмотря на имеющуюся степень защиты IP44, все же следует полностью исключить вероятность попадания на клеммную коробку водяных брызг.
• Если насос оборудован воздушным клапаном, то следует обязательно перед пуском проверить наличие воздуха и выпустить его. Наличие воздушных пробок для работы насоса – недопустимо.
• Если у насоса есть несколько режимов работы, то выбирается оптимальный, в максимальной степени соответствующий параметрам системы. Завышать нагрузки не следует – об этом уже говорилось.

В этом плане особое удобство представляют современные циркуляционные насосы, которые оснащены электронным блоком контроля и регулировки создаваемого давления в системе, постоянно поддерживающим нужные параметры в зависимости от заранее внесенных предустановок.

Ну и напоследок, последний совет. При выборе не стоит брать насосы неизвестных производителей. Такая покупка делается надолго, и лучше приобрести действительно качественный прибор, который прослужит много лет безо всякого вмешательства в свою работу. Так, без опасений можно приобретать фирменные изделия европейских компаний «Hoffmann», «Grundfos», «Wilo», «Pedrollo» «DAB», «Ebara». Среди российских изделий можно выделить насосы под торговой маркой «Джилекс» («Jeelex»).

Цены на популярные водяные насосы

Источник: stroyday.ru