Циркуляционные насосы с сухим ротором

Циркуляционные насосы с «сухим» ротором характеризуются большей мощностью, чем циркуляционные насосы с «мокрым» ротором и применяются для обеспечения циркуляции теплоносителя в централизованных системах отопления и децентрализованных большой производительности.

Принципиальная особенность конструкции насосов с «сухим» ротором заключается в том, что рабочая камера с рабочим колесом изолирована от двигателя, и перекачиваемая среда не контактирует с ротором. Охлаждение двигателя достигается благодаря работе вентилятора, входящего в конструкцию насоса. Недостатком такого оборудования является шумность, однако это не имеет принципиального значения, потому что такое оборудование устанавливается на тепловых пунктах внешних сетей. Согласно особенностям конструкции различают вертикальные моноблочные и горизонтальные консольные насосы с «сухим» ротором. В большинстве случаев для циркуляции теплоносителя на централизованных теплосетях сегодня применяются вертикальные моноблочные соосные (in-line) насосные агрегаты. Проигрывая консольным горизонтальным насосам в мощности, вертикальные насосы in line обладают рядом преимуществ:

– это серийное оборудование, легко монтируемое в систему благодаря соосности и моноблочности, простое в обслуживании, легко заменяемое;

– наличие только одного торцевого уплотнения (консольные насосы с разъемным корпусом имеют два торцевых уплотнения по обе части рабочего колеса);

– отсутствие в насосной части подшипников (у горизонтальных консольных – 2 подшипника, требующих обслуживания и периодической замены);

– жесткая муфта валов насоса и электродвигателя (в горизонтальных консольных – гибкая муфта с резиновыми элементами, требующая юстировки и периодической замены);

– короткая и жесткая конструкция вала, обеспечивающая стабильную работу при изменении частоты вращения, что важно при частотном регулировании (длинная нежесткая конструкция «вал насоса – вал электродвигателя» горизонтальных консольных насосов может служить причиной вибрации при изменении частоты вращения).

Вышеуказанные конструктивные преимущества определяют перспективность использования насосов in line на централизованных теплосетях, находят они применение и в системах водоснабжения и используются для перекачки воды, а также водогликолевой смеси без абразивных веществ.

Консольные насосы – это мощные насосы, в которых рабочее центробежное колесо связано с двигателем с помощью упругой муфты. Обе части механизма устанавливаются на единой станине, чтобы добиться идеального параллельного расположения. Данный насос может перекачивать как чистую воду, так и слабозагрязненную. Используется в муниципальном водоснабжении, ирригации,  промышленном секторе.

Поставщиками циркуляционных насосов с «сухим» ротором на российский рынок являются фирмы Grundfos, DAB, Wilo, Calpeda, Nocci Pump, Pedrolo, Lowara и российские производители.

Отечественными аналогами фланцевых насосов in line с «сухим» ротором, выпускаемых зарубежными лидерами насосного производства, являются насосы ЦНЛ (циркуляционные насосы линейные), для которых также используется аббревиатура КМЛ (консольные моноблочные линейные). По своему типу они характеризуются как центробежные консольные вертикальные моноблочные насосы.

Calpeda

Циркуляционные насосы Calpeda серий NR, NR4 – центробежные насосы с одним рабочим колесом с прямым подсоединением двигатель–насос и общим валом типа In line.

на из сфер их применения –  циркуляция теплоносителя в системах теплоснабжения и кондиционирования. Максимально допустимое конечное давление в корпусе насоса – 10 бар. Температура перекачиваемой жидкости – от -10 до +100 °С. Для насосов NR (2900 об/мин)  подача – от 13,2 до 72 м3/ч, напор – от 6 до 39 м в зависимости от насоса. Для насосов NR4 (1450об/мин) подача – от 8 до 110 м3/ч, напор – от 2 до 13,6 м в зависимости от насоса.

DAB

В линейке компании насосы с «сухим» ротором in line представлены сериями: ALM, CM, CME, DKLME, DKLPE.

Насосы серии ALM предназначены для применения в гражданских и промышленных установках систем отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения. Они обеспечивают напор до 21 м при перекачивании жидкостей с оптимальным расходом от 0,6 до 8,4 м3/ч. Диапазон рабочих температур теплоносителя –  от -15 до +120 оС. Перекачиваемая жидкость чистая, без твердых включений и минеральных масел, невязкая, химически нейтральная, по характеристикам близкая к воде (максимальное содержание гликоля – 30 %).

Насосы серии СМ  также предназначены для применения в гражданских и промышленных установках систем отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения. Поставляются в одиночном и сдвоенном исполнении. Корпус насоса и опора двигателя изготовлены из чугуна, рабочее колесо из технополимера или чугуна (в зависимости от модели). Вал двигателя из нержавеющей стали.  Рабочий диапазон – от 1,2 до 390 м3/ч,  напор – до 23 м.

Насосы CME отличаются от  насосов CM наличием частотного привода HYDRODRIVER, благодаря чему поддерживается постоянный перепад давления между напорным и всасывающим патрубками, автоматически адаптируясь к изменению расхода в системе. Корпус насоса и опора двигателя из чугуна. Для всех моделей от СМЕ 65 до СМЕ 150 рабочее колесо из чугуна, для моделей от СМЕ 40 до СМЕ 50 – из технополимера. Фланцевые соединения корпуса в исполнении PN 16 с резьбовыми отверстиями под манометры (под импульсные трубки дифференциального манометра в данных насосах). Механическое уплотнение – графит/керамика. Рабочий диапазон – от 1,5 до 270 м3/ч,  напор – до 21 м. Температура перекачиваемой жидкости – от -15 до +120 °C. Максимальное рабочее давление –16 бар.

Насосы KLME, DKLME оборудованы асинхронным 4-полюсным двигателем закрытого типа с внешним воздушным охлаждением. Ротор установлен на подшипники с заложенной смазкой, что гарантирует низкий уровень шума и большой ресурс.  Благодаря применению частотного привода HYDRODRIVER,  поддерживается постоянный перепад давления между патрубками насоса при изменении расхода вода.
приводе HYDRODRIVER используется встроенный микропроцессор, поддерживающий технологию IGBT, что обеспечивает высокий уровень надежности и гибкости в работе. Процесс широкой модуляции высокочастотных импульсов способствует очень тихой работе двигателя, гарантирует высокий пусковой момент с заданным и откалиброванным производителем увеличением тока. Частотный привод обеспечивает также плавное ускорение и торможение (плавный пуск), исключающие гидроудары в системе. Корпус насоса и опора двигателя из чугуна. Механическое уплотнение  –графит/керамика. Насосы поставляются как в одиночном (KLME), так и в сдвоенном (DKLME) вариантах. Рабочий диапазон – от 2 до 67 м3/ч, напор – до 13,7 м. Температура перекачиваемой жидкости – от -15 до +120 °C.  Максимальное рабочее давление – 10 бар.

Насосы KLPE, DKLPE также оснащены двигателем с частотным приводом HYDRODRIVER, благодаря которому поддерживается постоянный перепад давления между патрубками насоса при изменении расхода воды. Корпус насоса и опора двигателя из чугуна. Рабочее колесо – из технополимера. Механическое уплотнение – графит/керамика. Насосы поставляются как в одиночном (KLPE), так и в сдвоенном  (DKLPE) вариантах. Асинхронный двигатель насосов 2-полюсный. Вал двигателя установлен на шарикоподшипники с заложенной смазкой, что обеспечивает низкий уровень шума и долгий ресурс. Есть встроенная защита от перегрузки.

В сдвоенных версиях насосов DKLME и DKLPE  в общий напорный патрубок встроен обратный клапан перекидного типа для предотвращения рециркуляции воды через неработающий насос.
стандартную поставку входит глухой фланец-заглушка, устанавливается вместо двигателя, демонтируемого для технического обслуживания. Сдвоенная версия обеспечивает переменную работу насосов или одновременную в случае необходимости. Рабочий диапазон – от 2 до 67 м3/ч, напор – до 13,7 м. Температура жидкости – от -15 до +120 °C. Максимальное рабочее давление – 10 бар.

Grundfos

Насосы in-line датского концерна Grundfos представлены насосами серий TP и TPE, которые применяются для подачи жидкостей с большим напором. Производителем они характеризуются как одноступенчатые, многорядные, центробежные насосы со стандартными двигателями и торцевыми уплотнениями вала. Насосы имеют короткую муфту – насос и двигатель являются отдельными блоками. Благодаря этому, данные насосы менее чувствительны к загрязнениям перекачиваемой жидкости, чем аналогичные  с герметизированным ротором. Насосы обеспечивают напор до 85 м с расходом до 4800 м3/ч и могут работать при температурах теплоносителя в диапазоне от – 25 до 140 оС. Максимальное рабочее давление – 16 бар. Модели TP и ТPE различаются двигателями. Насосы TPE имеют встроенный преобразователь частоты, позволяющий использовать различные методики управления. Соответственно насосы TPE перспективнее как энергосберегающее оборудование. Большинство типоразмеров насосов могут поставляться как в одинарном (TPD), так и в сдвоенном (TPED) исполнении. Насосы TP и TPE собираются в России на подмосковном заводе «ГРУНДФОС Истра».

KSB

Продукцию компании KSB в России представляет ООО «КСБ».

Концерн KSB предлагает широкую производственную линейку насосов с «сухим» ротором типа in line. Для систем отопления в гражданском строительстве наиболее востребованы насосы семейства Eta (консольные насосы Etanorm, моноблочные насосы с патрубками в линию серии Etaline, вертикальные моноблочные – Etaline-R, консольные моноблочные – Etablock). В частности, в линейке компании14 типоразмеров наоса Etaline-R,  оснащенного мощным электродвигателем IE2. Центробежный насос in line предназначен для использования в  сфере кондиционирования и отопления. 14 типоразмеров. Максимальная подача – 1900 м3/ч. Предельный напор насоса – 97 м. Рекомендуемая максимальная рабочая температура – 140 ºС. Для промышленного теплоснабжения, например циркуляции высокотемпературного масляного теплоносителя или перегретой воды, компания KSB предлагает высокотехнологичные насосы, такие, как Etaline-SYT, Etanorm-SYT, Etabloc-SYT , HPK, HPK-L.

Lowara

Lowara – известный бренд концерна Xylem. Насосы Lowara серии FC, FCT типа in-line с корпусом из чугуна и рабочим колесом из нержавеющей стали AISI 316L используются в гражданских и промышленных системах отопления, водоснабжения и орошения для перекачки воды и чистых, химически неагрессивных жидкостей. Они характеризуются производительностью до 330 м3/ч и напором до 89 м. Температура перекачиваемой среды – от -20 до +140 ˚С в зависимости от исполнения насоса. Максимальное рабочее давление – 16 бар. Существует несколько конструктивных исполнений насосов Lowara серий FC, FCT: модификация FCE, FCTE – с удлиненным валом двигателя, где рабочее колесо непосредственно насаживается на вал электродвигателя, FCS, FCTS – со стандартным двигателем, где вал электродвигателя и рабочее колесо соединены через промежуточную жесткую муфту. Насосы могут поставляться с однофазными двигателями со встроенной тепловой защитой и трехфазными, для которых необходимы пускозащитные устройства.

Wilo

Компания Wilo (Германия) выпускает широкий спектр насосов in-line с «сухим» ротором, они представлены в линейке компании сериями: Wilo-CronoLine-IL/-IL-E, Wilo-CronoTwin-DL/-DL-E, Wilo-Stratos GIGA, Wilo-VeroLine-IP-E, Wilo-VeroLine-IPL, Wilo-VeroLine-IPS, Wilo-VeroTwin-DP-E, Wilo-VeroTwin-DP-L.
сосы этих серий предназначаются для перекачивания воды систем отопления (согласно VDI 2035), водогликолевой смеси и охлаждающей и холодной воды без абразивных веществ в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

Кроме того, компания выпускает насосы Wilo-VeroLine-IPH-W, предназначенные для перекачивания горячей воды без абразивных включений в закрытых циркуляционных системах промышленного назначения, системах централизованного теплоснабжения, закрытых отопительных системах и др. Для насосов этой серии предусмотрена возможность работы в широком диапазоне температур перекачиваемых сред: от –10 до +210 C0 при максимальном давлении  23 бара, без дополнительных быстроизнашивающихся деталей. Номинальный диаметр этих насосов – от DN 20 до DN 80.

Все насосы оснащены серийными двигателями с высоким КПД, начиная с номинальной мощности 0,75 кВт, двигатели класса эффективности IE2.

Wilo-CronoLine-IL – циркуляционные насосы с «сухим» ротором с фланцевым соединением. Допустимый диапазон температур – от -20 до +140 ° C. Номинальный диаметр – от DN 32 до DN 250.
bsp;Максимальное рабочее давление – 16 бар (25 бар по запросу). Исполнение IL-E (номинальный диаметр от DN 40 до DN 200) отличается от предыдущей модели электронной регулировкой и автоматической регулировкой мощности, Wilo-CronoTwin-DL – сдвоенный насос in line с «сухим» ротором с фланцевым соединением, в исполнении DL-E – электронно-регулируемый с автоматической регулировкой мощности. Номинальный диаметр – от DN 40 до DN 200. Wilo-Stratos GIGA – высокоэффективные in line насосы с электронно-коммутируемым мотором и электронной регулировкой мощности в конструкции с «сухим» ротором. Соединение для этих насосов фланцевое. Максимальное рабочее давление – 16 бар при температуре перекачиваемой среды до +120 °C и 13 бар при температуре перекачиваемой среды от +120 до +140 °C. Wilo-VeroLine-IP-E – электронно-регулируемый насос с «сухим» ротором в исполнении in line с фланцевым соединением и автоматической регулировкой мощности, номинальный диаметр – от DN 32 до DN 80. Максимальное рабочее давление – 10 бар (в специальном исполнении – 16 бар). Насосы Wilo-VeroLine-IPS выпускаются как с фланцевым, так и с резьбовым соединениями. Wilo-VeroTwin-DP-E и Wilo-VeroTwin-DPL – сдвоенные насосы с фланцевым соединением, кроме того, DP-E с электронной регулировкой и автоматической регулировкой мощности. Допустимый диапазон температур перекачиваемой жидкости для этих насосов – от -20 до +120 ° C. Номинальный диаметр – от DN 32 до DN 100. Максимальное рабочее давление  –10 бар (специальное исполнение – 16 бар).

Отечественные производители

МНТЦ «Аверт» (г. Москва)

Выпускает насосы ЦНЛ (КМЛ) для применения  в системах водоснабжения и теплоснабжения, охлаждения, кондиционирования и др. Подача – от 0,5 до 50 м³/ч. Напор –от 0,2 до 50 м. Температура перекачиваемой жидкости  – от -40°С до 150 °С. Соединение  фланцевое. Конструкция насосов позволяет в условиях эксплуатации произвести разборку без отсоединения корпуса от фланцев на патрубках. Особенность насосов – рабочие колеса открытого типа. В конструкции применяются трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока с числом оборотов 2900, 1450 об/мин, взрывозащищенные электродвигатели, а также однофазные конденсаторные электродвигатели.

Завод «Курск» (г. Санкт-Петербург)

Предприятие выпускает широкий спектр насосов ЦНЛ. Подача – от 1,0 до 200 м3/ч, напор – от 0,75 до 45 м в зависимости от марки насоса. Температура перекачиваемой жидкости – до 90 оС. Это одноступенчатые центробежные насосы низкого давления, выполненные в виде компактной блочной конструкции для современного технического оснащения зданий и сооружений. Насос циркуляционный ЦНЛ имеет монолитное, открытого типа рабочее колесо. Как одно из преимуществ этого оборудования – малый вес (на 30–50 % меньше зарубежных аналогов), работа насоса малошумная, без вибраций.

ЗАО «Помпа» (г. Фрязино, Московская обл.)

Компания производит насосы КМЛ для применения в различных центральных и индивидуальных тепловых пунктах, котельных, российских системах теплоснабжения. Консольные линейные моноблочные насосы предназначены для перекачивания нейтральных жидкостей промышленно-хозяйственного назначения и питьевой воды. Оборудование используется также в российских системах водоснабжения. Насосы выпускаются в моноблочном исполнении. Рабочее колесо и корпус производятся из качественного чугуна. Торцевое уплотнение – графит/керамика. Оборудование оснащается надежным трехфазным асинхронным электродвигателем. Диапазон температур перекачиваемой жидкости  – от 0 до 105 ºС. В транспортируемой воде содержание механических примесей не должно превышать показателя 0,1 %. Насос типа КМЛ эффективно перекачивает жидкости с твердыми включениями, размеры и объем которых не больше 0,2 мм. Оборудование может использоваться для транспортировки жидкостей, сходных с водой по вязкости, химической активности и плотности. Напор – от 7 до 50 м; подача – от 5 до 150 м3/ч.

ОДО «Предприятие «Взлет» (г. Омск)

Предприятие выпускает насосы «Иртыш ЦМЛ» (центробежные моноблочные линейные) для подачи холодной и горячей воды без абразивных веществ в системах отопления, установках холодной и охлаждающей воды и др. Номинальный диаметр  Dy – 40–200, диапазон температур перекачиваемой жидкости  – от -10 до +140 0С, рабочее давление максимальное – 16 бар до 120 0С и 13 бар до 140 0С. Материал корпуса насоса – серый чугун, рабочее колесо – серый чугун или синтетический материал. Соединение фланцевое.

Опубликовано: 09 сентября 2016 г.

вернуться назад

Источник: aqua-therm.ru

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