Циркуляция воды в системах отопления может быть естественной и принудительной. Для систем первого типа перекачивающее оборудование не нужно, оно применяется только во вторых. Насосы обеспечивают более быструю циркуляцию теплоносителя по трубам, что в результате дает экономию ресурсов. Владельцы домов с такими системами платят за отопление на 20-30% меньше. Это происходит потому, что температура теплоносителя, поступающего в отопительный котел, остается высокой. Его приходится меньше подогревать, благодаря чему снижается расход ресурсов и нагрузка на отопительное оборудование. Как работает и для чего нужен циркуляционный насос? Какую модель выбрать для системы отопления?

Схема системы отопления с принудительной циркуляцией

Циркуляционный насос — устройство, предназначенное для постоянного поддержания принудительной циркуляции рабочей среды в системах отопления и горячего водоснабжения. Наиболее распространены два типа циркуляционных насосов — с «мокрым» и «сухим» ротором, хотя существуют и другие модификации.

Выбирая насос для отопления и изучая, какие цены на циркуляционные насосы предлагают поставщики, помимо вида ротора нужно обращать внимание на две основные характеристики: максимальный напор и максимальный расход (производительность насоса, м3ч). При этом необходимо учитывать параметры системы — температуру, объем и скорость движения рабочей среды, мощность отопительного оборудования, гидравлическое сопротивление, особенности конфигурации трубопровода.

В упрощенном виде, для расчета характеристик циркуляционного насоса можно пользоваться следующим правилом: производительность должна быть не меньше трехкратного объема теплоносителя в системе. Чтобы вычислить необходимый напор, нужно исходить из того, что потери давления составляют от 100 до 150 Па на метр длины трубы на прямых участках. Однако в любой системе отопления есть дополнительные составляющие, которые увеличивают гидравлическое сопротивление — переходники, фитинги, терморегулирующие вентили, фильтры и другое оборудование; на потери давления в этих элементах системы нужно добавить от 30 до 70% напора. При этом перепад высоты (например, если рассматривать автономное отопление в двухэтажном коттедже) значения не имеет, поскольку система замкнутая. Как правило, для таких систем применяются циркуляционные насосы с «мокрым» ротором — они компактнее и почти не издают шума при работе; насосы с «сухим» ротором используются в промышленных коммуникациях.

Виды насосов

Существует много разновидностей насосов, используемых для циркуляции жидкостей. По конструктивному решению эти агрегаты напоминают дренажные устройства. Их корпуса изготавливаются из нержавеющего металла. Ротор и вал (на нем устанавливается крыльчатка) – чаще всего выполняются из керамики. Вращение ротора осуществляется с помощью электродвигателя. Вода, поступившая в насос циркуляционный, с одной стороны, нагнетается в трубопровод, расположенный с другой стороны. Теплоноситель движется по системе благодаря центробежной силе. Избыточное давление, созданное в системе, направлено на преодоление сопротивления, возникающего на многих участках трубопровода.

Насосы циркуляционные, по принципу работы, можно разделять на два подвида: «мокрые» и «сухие».
Отметим некоторые особенности циркуляционных насосов отопления, с так называемым «мокрым» ротором. Главной особенностью устройств такого типа является то, что рабочее колесо и ротор, находятся в перекачиваемой жидкости. При этом колесо (нержавеющий металл) отделено от статора, специальным стаканом. Вал насоса, может быть изготовлен не только из керамики, но и из металла. Жидкость, перекачиваемая насосом, одновременно участвует в выполнении 2-х функций: охлаждении двигателя и смазывании трущихся деталей.
Касаясь конструктивных особенностей насосов указанного типа, отметим, что в основе их сборки лежит так называемый модульный принцип. Суть его состоит в следующем. Сами модули подбираются с учетом требований, предъявляемых к циркуляционным устройствам. А именно, в зависимости от требуемой производительности и напора. Модульная конструкция насоса существенно облегчает его ремонт. Фактически он осуществляется простой заменой вышедшего из строя модуля.
Следует обратить внимание и на такое обстоятельство. Использование насоса с «мокрым» ротором освобождает пользователя от необходимости регулярного удаления воздуха из улитки, обустраивая патрубки для сброса. Насос сам производит удаление воздуха.
К преимуществам агрегатов «мокрого» типа следует отнести:
— относительно низкий уровень шума в процессе работы;
— малые габаритные размеры и небольшой вес устройства;
— невысокий уровень потребления электрической энергии;
— относительно большой срок бесперебойной эксплуатации;
— легкость настройки, обслуживания и ремонта.
Самым существенным недостатком насосов этого типа считают его относительно низкий уровень КПД. Как правило, он составляет менее 50%. Это объясняется, в первую очередь, тем, что трудно обеспечить качественную герметизацию ротора. С учетом этого факта, подобные модели, естественно, рекомендуется устанавливать только в системах отопления для небольших частных домов. То есть, там, где общая протяженность трубопроводов является сравнительно небольшой.
Следует также запомнить, что бесперебойная работа «мокрых» агрегатов возможна лишь при условии их правильного монтажа. Основное требование — положение вала должно быть строго горизонтальным. Только при таком расположении вала обеспечивается полноценная водяная смазка подшипников.
В случае, когда необходимо перекачивать большие объемы жидкости в различных системах отопления, применяются устройства с сухими роторами. Свое название они получили благодаря тому факту, что двигатели подобных устройств не имеют непосредственно контакта с перекачиваемой жидкостью. В этом и состоит их характерная особенность. Насосная часть и электродвигатель изолированы друг от друга посредством «скользящего торцового уплотнения».
В основе СТУ (скользящего торцевого уплотнения) – 2 кольца, с отполированными поверхностями. Одно из них, называемое динамическим, насажено на вал. Оно вращается вместе с ним. Другое, именуемое статическим, закреплено неподвижно в корпусе насоса. Кольца находятся в тесном контакте, благодаря пружине, которая взаимно их прижимает. Для их изготовления обычно используется агломерированный уголь. В некоторых моделях, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях, используются керамические или металлические кольца.

СТУ относится к так называемым динамическим уплотнениям. Они помогают осуществить герметизацию валов, вращающихся в жидкостях. Происходит это следующим образом. Пространство между поверхностями колец, заполняется тонкой жидкой пленкой, поскольку давление воды в системе выше атмосферного. Благодаря этой пленке происходит герметизация насоса. Кроме того, она выступает и в качестве смазки и средства охлаждения соприкасающихся поверхностей. При различных режимах работы насосного устройства, природа трения между поверхностями различна. Трение может относиться к смешанному, граничному или сухому виду. Сухое трение наблюдается в отсутствие смазывающей пленки. Оно приводит к очень быстрому разрушению трущихся поверхностей. В других случаях, срок службы определяется рабочими условиями (составом, температурой жидкости).
Насосные устройства с «сухим» ротором подразделяются на 3 подвида.
1. Консольные. Характерная особенность консольных насосов – сборка, смонтированная на единой платформе. При этом, оси, как насоса, так и двигателя, располагаются вдоль одной линии. Широко используются для организации городского водоснабжения, для решения производственных нужд предприятий.
2. Моноблочные. Они относятся к разряду низконапорных устройств. Для монтажа насоса и электродвигателя используется общий корпус. Эти агрегаты неприхотливы в эксплуатации, легко обслуживаются в работе. Широко применяются для решения задач коммунального хозяйства, в организации инженерных коммуникаций. Два этих подвида имеют отличительную особенность – расположение входного и выходного патрубков под некоторым углом.
3. «In-line» насосы. Главное отличие насосов этой категории по сравнению с предыдущими моделями, это возможность их непосредственной установки на магистрали трубопровода. Патрубки таких устройств расположены на одной линии. Отличаются более высокой надежностью. Предусмотрен механизм компенсации естественной выработки колец, происходящей в результате эксплуатации. С помощью прижимной пружины осуществляется «самоподгонка» деталей.
КПД насосов с «сухим» ротором заметно больше, чем у аналогов с «мокрым» ротором. Он достигает порой 80%. Однако, эти приборы не лишены некоторых недостатков, в числе которых:
— наличие высокого уровня шума. В связи с этим их монтаж рекомендуется осуществлять в отдельном помещении, обладающем хорошей звукоизоляцией;
— обязательность поддержания чистоты, как теплоносителя, так и воздуха внутри помещения. Возникновение воздушных завихрений в процессе работы насоса, приводит к притягиванию пылевых частиц. В результате попадания таких частиц в корпус, герметичность нарушается. Поэтому, возникает необходимость контроля уровня запыленности воздушной среды, окружающей насос, а также состава теплоносителя.

Критерии выбора насоса

Выбор конкретной модели и типа насоса осуществляется с учетом нескольких факторов. К ним, в первую очередь, относятся:
— так называемая продуктивность насоса. Расчет этого параметра осуществляется на основе выбора оптимального условия максимальной загруженности;

— условия эксплуатации оборудования. Они различаются по типу теплоносителя, температурному режиму, материалу и диаметрам труб;
— значению внутреннего давления насоса (напора). Оно должно быть выбрано в соответствии с суммарным гидравлическим сопротивлением всей системы. При этом этажность сооружения не играет роли.

Монтаж циркуляционного насоса

Следует запомнить главное правило при установке циркуляционных насосов: его вал должен быть расположен всегда горизонтально. Установлено, что вертикальное расположение вала насоса приводит к потере около 30% его производительности.
Обвязка (установка) насоса в систему отопления осуществляется следующим образом. Для того, чтобы установить насос в уже действующую систему отопления, следует сделать обводную линию, или так называемый байпас (перепуск). Для этого разрезают главную (подающую) трубу, куда вставляют шаровой кран. Отдельно собирают байспас и монтируют его к основной трубе по известной схеме. Рекомендуется ставить перед насосом фильтр, а также шаровые краны с обеих сторон. Это нужно для аварийного отсоединения насоса в случае неполадок, не сливая при этом всю воду из отопительной системы.

О неисправностях насоса

Одна из проблем, возникающих при использовании циркуляционных насосов в системе отопления, состоит в следующем. Насос работает, как правило, в зимний период времени. Другими словами, он постоянно в это время находится в рабочем состоянии и не создает нам проблем. Как только заканчивается зимний период, мы отключаем насос. И длительное время он находится вне привычного для него состояния.
Вследствие того, что вода в системе не отличается хорошим качеством, в ней происходит выпадение солей жесткости в осадок. Солями жесткости называются растворенные в воде соли щелочноземельных металлов (в основном, к ним относятся кальций и магний). Жесткость воды определяется уровнем концентрации именно солей жесткости. Следовательно, это осадок накапливается и в пространстве, отделяющем крыльчатку от насоса. Таким образом, насос, который не работает, как говорят, закоксовывается. Поверхность крыльчатки покрывается слоем солей жесткости.
Когда наступает отопительный сезон, мы запускаем насос. Но при этом наблюдаются нежелательные явления: гудение, отсутствие циркуляции в системе. Они напрямую связаны с тем, что крыльчатка не может вращаться из-за наличия солей жесткости. У маломощных моторов крыльчатка вообще не может вращаться. Что лучше предпринять в указанной ситуации?
Самый кардинальный, но не экономичный выход из нее, это заменить насос. Однако, чаще всего, проблему можно решить более простым способом. Это самому попытаться запустить насос, открутив гайку и повернув с помощью подходящего инструмента вал насоса. Это бывает достаточно во многих случаях. Если же в результате этих действий насос не заработает, придется отделить ротор и основательно очистить поверхности корпуса и крыльчатки от образовавшейся накипи.

Резюме

Положительный эффект от применения циркуляционных насосов очевидна пользователям автономных систем отопления. Благодаря им обеспечивается более высокая степень комфорта в помещениях. Она проявляется в появлении ряда новых возможностей:

— поддержания заданной температуры в каждом отдельно взятом помещении;
— уменьшения разницы в температурах, которыми обладают нагретый теплоноситель, выходящий из котла и остывший, обратно возвращающийся в котел. Благодаря этому, происходит заметное увеличение срока службы отопительного прибора;
— установления в системе труб, имеющих относительно малый диаметр;
— практического исключения потерь теплоносителя за счет испарения, свойственного открытым системам.

Зачем нужен циркуляционный насос для отопления

Это бытовой прибор для перекачивания жидкости, в корпусе которого установлены электродвигатель и рабочий вал. При включении ротор начинает вращать крыльчатку, что создает пониженное давление на входе и повышенное – на выходе. Устройство ускоряет движение горячей воды по трубам, а владелец получает выгоду – снижение стоимости обогрева дома.

Схема конструкции циркуляционного насоса с мокрым ротором

Основные технические параметры в маркировке

Различают конструкции с сухим и мокрым ротором. Несмотря на относительно низкий КПД (50-60%), чаще всего используют модели второго типа, т.к. они компактны и не шумят при работе. При монтаже такого прибора перед входным отверстием желательно установить грязевой фильтр, чтобы кусочки окалины из радиаторов не попали внутрь корпуса и не заклинили крыльчатку.

Работает прибор от обычной электросети с напряжением 220 Вт. Потребляемая мощность может различаться в зависимости от модели и режима работы. Обычно она составляет 25-100 Вт/ч. Во многих моделях предусмотрена возможность регулировки скоростей.

При выборе особое внимание следует обращать на производительность, напор, диаметр подключения к трубе. Данные указаны в технической документации и маркировке. Первая цифра маркировки определяет присоединительный размер, а вторая указывает мощность. Например, модель Grundfos UPS 25-40 подходит для подключения к дюймовой (25 мм) трубе, а высота подъема воды (мощность) составляет 40 дм, т.е. 0.4 атмосферы.

Grundfos UPS 25-40: на корпусе прибора указаны все важные технические характеристики

Каким производителям отдать предпочтение

Список самых надежных торговых марок возглавляют Grundfos (Германия), Wilo (Германия), Pedrollo (Италия), DAB (Италия). Оборудование немецкой компании Grundfos – это всегда высокое качество, функциональность, длительный срок эксплуатации. Продукция фирмы редко доставляет неудобства владельцам, процент брака минимален. Насосы Wilo незначительно уступают по качеству Grundfos, зато обходятся дешевле. «Итальянцы» Pedrollo, DAB тоже радуют высоким качеством, хорошими характеристиками, долговечностью. Приборы этих марок можно покупать без опасений.

Модель F80/250A итальянской марки Pedrollo

Где применяют сдвоенные модели

Обычно сдвоенные насосы устанавливают в промышленных отопительных системах, но иногда в них возникает потребность и для частных домов, административных зданий. Такие модели работают с большей производительностью, благодаря чему скорость циркуляции теплоносителя существенно увеличивается. В просторных помещениях это актуально при сильных морозах. Сдвоенные модели приобретают также на случай поломки одного из насосов. Система «два в одном» гарантирует, что дом не останется без обогрева ни при каких условиях.

Сдвоенный насос

Дополнительное оборудование насосов для отопления и ГВС

В системах горячего водоснабжения часто применяют модели, оснащенные таймерами и терморегуляторами. Это необходимо для нормализации режима работы бойлеров косвенного нагрева. Термостат контролирует температуру воды. Если она ниже нормы, то прибор подает сигнал на снижение подачи воды, если выше – на увеличение.

С помощью таймера можно установить оптимальное время работы бойлера, что позволяет отключать насос и экономить ресурсы ночью, когда горячей водой не пользуются. Для регулировки расхода теплоносителя устанавливают частотные преобразователи, меняющие скорость вращения крыльчатки насоса.

Насос для отопления с терморегулятором

Что нужно учитывать при монтаже прибора

Идеальный вариант для автономной системы отопления – мокрый циркуляционный насос бездроссельного типа. Рабочая жидкость выполняет функции смазки и охладителя, поэтому прибор долго служит, редко ломается, не требует особого обслуживания. Если модель качественная, подобрана и установлена правильно, то замена понадобится только через 10-20 лет.

При покупке следует внимательно ознакомиться с технической документацией, рекомендациями производителя по монтажу и эксплуатации прибора. Каждая модель имеет свои особенности, но основные правила установки для всех циркуляционных насосов одинаковы:

  • Расположение рабочего вала должно быть строго горизонтальным. Любые отклонения могут привести к образованию воздушных пробок, которые помешают теплоносителю нормально омывать подшипники.
  • Монтировать насос нужно с учетом направления движения теплоносителя, которое указано стрелкой на корпусе прибора.
  • Место для установки можно выбрать как перед котлом, так и на обратке. Второй вариант предпочтительнее, т.к. устройство работает в более комфортных температурных условиях, благодаря чему служит дольше.
  • В коллекторных системах отопления нужно ставить отдельные насосы на каждый контур.

Циркуляционный насос в отопительной системе

Видео: для чего нужен и как работает циркуляционный насос

Циркуляционные насосы энергозависимы. Они перестают работать при отключении электроэнергии. Поэтому для стабильного обогрева дома прибор устанавливают на байпасе. При необходимости устройство можно легко отключить и обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя. При поломке насоса здание будет обогреваться менее экономично, зато надежно.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *