Что дает насос в системе отопления

Для чего нужен циркуляционный насос

Системы отопления способны работать на естественной циркуляции жидкости. В этих условиях монтаж осуществляется таким образом, что разогретый теплоноситель уходит в систему, а после отдачи энергии возвращается в котел остывшим. Повысить эффективность данной схемы удастся при помощи монтажа в цепь циркуляционного гидронасоса.

Исходя из этого насос циркуляционный – это важный компонент системы отопления и горячего водоснабжения. За счет его применения рабочая жидкость с большей интенсивностью перемещается по магистралям от теплогенератора (котла любого типа) до потребителей (радиаторов или системы теплый пол). Благодаря замкнутости контура и интенсивности работы насоса теплоотдача возрастает.

Основные параметры

Современный циркуляционный насос – это аппарат схожий по принципу работы с дренажным насосом. При этом в большинстве моделей корпус выполнен из таких материалов:

Использование данных веществ снижает влияние коррозии на процесс эксплуатации. Вращающийся ротор часто изготавливают с применением керамических материалов. На роторном валу располагается колесо с лопастями – крыльчатка.

Принцип работы циркуляционного насоса для отопления или любого другого типа заключается в том, что во время старта, благодаря вращению крыльчатки, формируется область с пониженным давлением около входного патрубка. Такое разряжение втягивает определенную порцию теплоносителя, а избыточное давление нагнетается на выходном патрубке. Этому способствует центробежная сила, формирующаяся во время вращения крыльчатки. Благодаря этой компрессии происходит перемещение жидкости по замкнутой системе отопления или горячего водоснабжения.

Для эффективной работы гидравлического аппарата необходимо наличие таких конструктивных элементов:

• корпус с двумя патрубками входным и выходным;
• крыльчатка с лопастями;
• электродвигатель постоянного тока.

Разновидности устройств

Чтобы разобраться, какой циркуляционный насос лучше, необходимо знать их разновидности. Существует две крупных группы, на которые делятся все приспособления этого типа. Бывают циркуляционные насосы с мокрым ротором или сухим. В каждом случае они обладают своими позитивными и негативными свойствами. Компании-производители постоянно работают над повышением эксплуатационных характеристик моделей всех типов.

Агрегаты с мокрым ротором

В аппаратах этого типа ротор располагается в жидкотсти. Контакты спрятаны в специальную гильзу, изготовленную из нержавеющей стали.

Во время работы двигателя осуществляется дополнительная притирка колец, что лишь повышает герметичные свойства узла.

Такое инженерное решение использует теплоноситель в виде смазочного материала. Насос циркуляционный с мокрым ротором может быть оснащен одним из типов электромоторов:

Мощность электроприбора подбирается соответственно конструкционным особенностям аппарата. Входной и выходной патрубок оснащается резьбовыми соединениями либо фланцевыми, позволяющими в быстрый срок легко монтировать схему подключения циркуляционного насоса.

Принцип работы оборудования с мокрым ротором

Позитивными свойствами данной конструкции являются такие характеристики:

• небольшие параметры и масса;
• низкие шумовые свойства;
• минимальное потребление напряжения;
• длительное время бесперебойной эксплуатации;
• простота настройки и высокая степень ремонтопригодности.

Если не работает циркуляционный насос в системе отопления, то это легко исправить заменой поврежденного модуля.

Главным минусом аппарата с мокрым ротором является небольшой КПД, который не всегда достигает 50%. Эта проблема в большей степени характерна для крупногабаритных аппаратов с роторами больших диаметров.

При монтаже циркуляционных насосов должна соблюдаться строгая горизонтальность роторного вала. Данное правило обеспечит равномерное распределение водной смазки по гильзе к подшипникам качения.

ВИДЕО: Монтаж циркуляционного насоса Grundfos с мокрым ротором

Использование сухих роторов

Ротор в насосах этого типа инженеры конструкционно отделили уплотнительными кольцами из керамики или металла с высокими фрикционными свойствами. Во время эксплуатации происходит вращение колец относительно друг друга. В узком промежутке между двух поверхностей колец остается тончайшая водяная пленка. Она способствует герметизации узла от остальной конструкции. За счет разности давления жидкость не поступает к ротору.

Постоянное притирание колец повышает их износ, но снизить этот фактор помогает блок из пружин, регулярно прижимающих их друг к другу, минимизируя зазоры.

Данный тип аппаратов имеет более высокий КПД, который доходит до 80%. Однако, конструкция не лишена определенных недостатков:

• насосы с мокрым двигателем более шумные, чем их аналоги, поэтому часто нуждаются в дополнительной звукоизоляции;
• особые требования к чистоте используемой жидкости, так как любые загрязнения способны нарушить герметичность сопряжения колец.

Схема работы «сухого» ротора

Встречаются следующие разновидности сухих насосов:

• вертикальные, при которых электромотор установлен вертикально, а рабочие патрубки установлены в единой оси;
• горизонтальные, у которых мотор смонтирован в горизонтальной плоскости, выходной патрубок установлен радиально, а входной – с торцевой стороны улитки;
• блочные, в них теплоноситель заводится по оси, а выходит в радиальном направлении.

ВИДЕО: Разборка и ремонт насоса для повышения давления Оазис CNP 15/9

Особенности монтажа циркуляционных насосов

В большинстве случаев монтаж этого гидравлического оборудования проводится специалистами. Однако, такой подход не мешает самостоятельно установить аппарат в схему отопления или горячего водоснабжения. При этом необходимо соблюдать определенные правила.

Для установки выбирается наименее нагретая область с теплоносителем – обратная магистраль, возвращающая остывшую жидкость в котел. Для небольших помещений, площадью 200 квадратных метров и меньше, данное правило является скорее условностью, так как температура жидкости на входе и выходе отличается лишь на 2-3 0 С.

Обязательно в схеме соблюдается направление потока при монтаже. Его на корпусе насоса обозначает стрелка. С обеих сторон от насоса монтируются запорные краны, а также перед входным патрубком устанавливается фильтр грубой очистки. Надежность резьбовых соединений дополняется герметиками. После монтажа насоса в горизонтальном положении в корпус заливается теплоноситель, а излишек воздуха удаляется при помощи центрального винта.

Во время монтажа циркуляционного насоса в системы отопления, использующие комбинированную циркуляцию, обязательно устанавливается байпас (труба с запорной арматурой). Он поможет при необходимости ремонта или профилактического обслуживания насоса пустить теплоноситель по системе за счет естественной циркуляции жидкости.

Стоимость насосов часто зависит от их мощностных характеристик. Примерная цена составляет 65-215 $. Наиболее популярными моделями является продукция торговых марок Wester, Grundfos, Pedrollo, Halm. Практически все они обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Отечественные производители бытовые аппараты не выпускают, а делают упор на продукции промышленного производства.

ВИДЕО: Установка циркуляционного насоса GRUNDFOS в систему отопления. Монтаж байпаса

Зачем нужны циркуляционные насосы в системе отопления?

Оснащение системы отопления циркуляционным насосом снижает расходы на ее устройство за счет меньшего диаметра трубопровода, чем требуется в случае естественной циркуляции теплоносителя, а также возможности экономить до 30% топлива, затрачиваемого на его нагрев

I. «Мокрые» и «сухие»

Циркуляционные насосы подразделяются на модели с «мокрым» и с «сухим» ротором.

Агрегаты второго типа более производительны (КПД достигает 80%), подключаются только к трехфазной сети и довольно сильно шумят при работе. Чаще всего их устанавливают в удаленной от жилых помещений котельной в коттеджах площадью свыше 400 м².

Наиболее востребованы в частном домостроении насосы с «мокрым» ротором. КПД таких агрегатов не превышает 50%, зато они почти бесшумны и надежно функционируют на протяжении долгих лет, не нуждаясь в техобслуживании. О них и пойдет речь далее.

При установке насоса подвижную часть двигателя (ротор) вместе с валом погружают в теплоноситель, и он циркулирует за счет вращения ротора. Часть двигателя, пребывающая под напряжением, защищена разделительным стаканом из нержавеющей стали. Ротор также делают из нержавейки. Есть модели с керамическим валом, имеющим внутри канал, по которому теплоноситель принудительно подается в зону подшипника скольжения, обеспечивая лучшую смазку и продлевая срок службы узла. В насосах с цельным валом из нержавеющей стали подшипники изнашиваются быстрее.

Циркулирующая в системе жидкость служит еще и для охлаждения двигателя. Вообще работа насоса «на сухую» недопустима: подшипники скольжения разрушаются, сальники перегреваются, а это чревато попаданием жидкости в электрическую часть и коротким замыканием.

Существуют модели насосов с «мокрым» ротором, у которых нет вала, а ротор составляет единый элемент с крыльчаткой. Принцип их работы таков: в статоре создается вращающееся магнитное поле, оно захватывает постоянный магнит в роторе-крыльчатке, и последний начинает вращаться и перекачивать теплоноситель. Благодаря продуманному конструктивному решению, исключено заклинивание агрегата при попадании в него твердых частиц, облегчается промывка оборудования от накипи. Кроме того, при работе «на сухую» вода никак не сможет проникнуть в электрическую часть прибора, а значит, даже в такой аварийной для насоса ситуации, замыкания со всеми вытекающими отсюда последствиями не произойдет.

II. Механика и электроника

Есть насосы как с механическим, так и с электронным регулированием числа оборотов.

Производители из Юго-Восточной Азии в основном предлагают российскому потребителю обычные трехскоростные модели, а вот ведущие европейские компании активно продвигают на нашем рынке современные частотно-регулируемые приборы, авторитетно утверждая, что в грамотно рассчитанной и отрегулированной отопительной системе электронный насос позволяет существенно экономить энергию. Согласно их калькуляции, приборы окупятся в течение двух-пяти лет (даже с учетом роста тарифов на энергоносители), притом экономия составит свыше 50%.

На основании европейской Директивы о проектировании энергопотребляющей продукции (EuP) от 1 января 2013 г., все электронные агрегаты, выпускаемые в Европе, получают свидетельство о значении показателя энергоэффективности — EEI. Так, для насосов класса «A» EEI не должен превышать 0,23, а приборы с EEI ≤0,17 считаются «лучшими в своем классе».

Одна из возможных функций у электронных агрегатов — автоматическое частотное регулирование расхода теплоносителя в соответствии с реальными потребностями системы отопления. Пользователю не нужно заботиться о переключении скорости двигателя, насос сам проанализирует работу системы, найдет оптимальную рабочую точку и выберет скорость вращения. При этом обеспечивается минимальное энергопотребление и снижается уровень шума. Управление насосом может осуществляться по постоянному или по пропорциональному давлению, по постоянной температуре, по постоянной характеристике. Можно установить режим понижения производительности в ночные часы.

Существуют приборы с функцией автоматического удаления воздуха из теплоносителя, а также с функцией деблокировки вала рабочего колеса (при долгом простое он «залипает»). Некоторыми моделями можно управлять посредством пульта или по wi-fi.

Некоторые модели насосов оборудованы клапаном, служащим для удаления воздуха из системы

III. Установка и запуск

Циркуляционный насос с «мокрым» ротором можно смонтировать в любом месте трубопровода, находящемся за отводом от последней батареи. Важное условие: ось двигателя должна быть в строго горизонтальном положении. Обычно прибор располагают вблизи входного патрубка отопительного котла (здесь более низкая температура). Перед агрегатом могут быть лишь термометр, манометр и клапан сброса давления; на всасывающем патрубке обязательно наличие фильтра грубой очистки.

Устанавливать прибор нужно таким образом, чтобы избежать попадания воды в клеммную коробку через кабельный ввод.

Прежде чем запускать насос, систему следует промыть чистой водой, заполнить теплоносителем и убедиться в том, что из нее удален воздух. Помните: даже кратковременная работа «на сухую» способна привести к поломке оборудования.

Используемый в системе теплоноситель должен быть свободен от примесей (минеральных масел, агрессивных и взрывоопасных веществ), иметь кинематическую вязкость не выше 10 мм/с и концентрацию этиленгликоля — не выше 40–50%.

Требования к горячей и холодной воде: жесткость — не более 7–10 мг-экв/л, рН = 7–8.

Насос, оснащенный термостатом, не следует располагать поблизости от водонагревателей или баков: тепло от них может повлиять на показания прибора

IV. Вычисляем и выбираем

Выбирая оборудование, необходимо учитывать напор (давление, которое насос может создать в системе) и расход (количество проходящей жидкости в единицу времени) насоса, а также потребность дома в тепле.

Что касается последнего параметра, то его легко вычислить, умножив отапливаемую площадь здания на региональный коэффициент, приведенный в СНиП

При расчете первых двух показателей учитывают мощность котла (или газовой колонки) и разницу температур воды на его входе и выходе.

Недостаток мощности может привести к тому, что в системе появятся холодные зоны, а потому определять расход циркуляционного насоса следует по мощности котла.

Есть простая формула, связывающая выделяющуюся тепловую энергию в системе отопления, скорость движения теплоносителя и изменение его температуры:

где W — тепловая энергия, Вт;

С — теплоемкость теплоносителя, для воды С = 1163 Вт/(м³•°С) или С = 1,163 Вт/(л•°С);

Q — расход теплоносителя через котел, м³/ч или л/ч;

t₁ и t₂ — температура теплоносителя на выходе и входе котла, °С.

Так, при t₁ = 60°С, t₂ = 50°С и W = 9 кВт, расход теплоносителя должен быть не менее:

Q = W / C • (t₁— t₂) = 9000 / 1,163 • (60 — 50) = 774 л/ч

Зачем нужны циркуляционные насосы?

Для обогрева различных помещений мы используем самые разнообразные системы отопления, от пассивного нагрева солнечным теплом, до прямого обогрева огнем и дымом, как например бани «по-черному». Есть централизованные системы отопления, которые мы имеем в городских многоквартирных домах, где один крупный источник тепловой энергии, теплостанция, передает тепло в множество удаленных помещений, и индивидуальные, где один источник тепла на одно помещение или здание.

Там, где требуется равномерно распределить тепло от одного источника по определенной площади, по нескольким помещениям, в большинстве случаев используются трубы и теплоноситель. Трубы проводим во все помещения, которые хотим обеспечить теплом, замыкаем их в единый контур, заполняем теплоносителем и получаем систему трубопровода. Теплоносителем может служить как простая вода, так и другие жидкости, например антифриз. Включив в систему трубопровода источник тепловой энергии, то, что будет нагревать теплоноситель в системе, мы получаем уже систему отопления. Теплоноситель будет забирать тепло от источника и, перемещаясь по трубопроводу, отдавать тепло в отапливаемом помещении, а затем, остыв, возвращаться обратно по трубам к источнику, циркулируя таким образом по трубопроводу.

На помощь приходит специальное устройство – циркуляционный насос. Когда необходимо обеспечить непрерывное движение жидкости в замкнутой системе трубопровода, нужен циркуляционный насос.

Нет, не всегда. Некоторые системы отопления, которые называют «открытыми», функционируют без применения циркуляционных насосов на одном только принципе конвекции: теплое поднимается, холодное опускается. Выглядит это так: нагретая теплонесущая жидкость (теплоноситель) поднимается наверх по трубам, а более холодный, остывший теплоноситель опускается в нижнюю часть трубопровода. Недостатком этого метода является ограничение по масштабам, его нельзя использовать в помещениях более 100 м2 и многоэтажных домах.

Рис. 1 Система отопления без циркуляционного насоса	Рис. 2 Система отопления с циркуляционным насосом

Итак, циркуляционный насос — это механизм, заставляющий двигаться теплонесущую жидкость в пределах замкнутого контура определенной системы трубопровода.

Циркуляционный насос непрерывно перегоняет через себя жидкость с заданной скорость, благодаря чему происходит равномерный нагрев системы отопления всего здания, и тепло проникает во все находящиеся там помещения.

Основу циркуляционного насоса составляет электродвигатель, сквозь который проходит вал ротора, на который надето рабочее колесо с лопастями. При помощи этих лопастей насос производит движение теплоносителя. Под воздействием циркуляционного насоса жидкость продвигается по трубам, преодолевая возникающее в трубопроводе сопротивление.

Существуют различные конструкции циркуляционных насосов. В системах отопления используют компактные прямоточные насосы, которые представляют собой закрытое устройство в цельном металлическом корпусе 120-150 мм диаметром, имеющим входное и выходное соединение одного диаметра, обычно с внешней резьбой.

На корпусе насоса всегда имеется маркировка, указывающая направление движения жидкости в насосе. Циркуляционный насос подбирается с тем же диаметром входа и выхода, что диаметр трубопровода, в который он устанавливается. Насос устанавливается таким образом, что поток теплонесущей жидкости находится на одной линии с входом и выходом насоса. Чтобы в случае необходимости демонтаж циркуляционного насоса осуществлялся проще, в системе трубопровода на входе и выходе насоса устанавливаются запорные краны.

На корпусе насоса имеется клемная коробка для подключения электропитания. В некоторых моделях на коробке устанавливается выключатель или переключатель мощности работы насоса, часто с указанием потребляемой мощности для каждого режима.
В центре цилиндрической части корпуса циркуляционного насоса всегда имеется винт, иногда скрываемый под пластиковой крышкой. Такой винт предназначен для ручного прокручивания рабочего колеса насоса. Это может понадобится в случае его заклинивания и закоксовывания отложениями теплоносителя, вызванного продолжительным простоем в работе циркуляционного насоса.

Как нельзя устанавливать насос в отопление

Как нельзя устанавливать циркуляционный насос

В данной статье строительного журнала samastroyka.ru будет рассказано о том, как правильно установить насос на отопление, и какие преимущества будут от его установки.

Что даёт установка циркуляционного насоса в систему отопления

Полвека назад наибольшее распространение получило так называемое «паровое отопление». Принцип работы такого отопления основан на разнице температур, а теплоноситель по трубам циркулирует самотёком. Циркуляционные насосы в то время использовались только в централизованных сетях отопления. Они имели большую мощность и такие же габариты.

Во многом ситуация изменилась с появлением небольших и компактных насосов, размеры которых позволили их использовать в бытовых системах отопления. Установка циркуляционного насоса даёт существенный прирост мощности и увеличивает эффективность отопительной системы.

Циркуляционные насосы на отопление ставят для того, чтобы:

• Увеличить скорость перемещения теплоносителя. В данном случае обогрев помещений будет производиться гораздо быстрей;
• Повысить пропускную способность труб, и нагреть тем самым, дальние радиаторы в доме;
• Для принудительной перекачки теплоносителя в закрытых системах отопления;
• При обустройстве систем теплых полов;
• Чтобы, в общем, улучшить эффективность отопления в доме.

При этом единственным недостатком циркуляционного насоса, является зависимость от электричества.

Если его нет, то и насос, работать не будет. Частично проблема решается установкой источников бесперебойного питания и монтажом байпаса, который даёт возможность задействовать систему отопления, когда циркуляционный насос, по каким-то причинам, работать не будет.

Как нельзя устанавливать циркуляционный насос в отопление

Выше было сказано, что от правильности установки циркуляционного насоса в системе отопления, зависит эффективность работы оборудования. Рассмотрим основные ошибки при установке циркуляционного насоса, что поможет в дальнейшем их избежать.

На обратку или подачу? Учитывая достаточно большую разницу температур, на обратной и подающей магистралях отопления, ставить насос лучше всё-таки на обратку. В таком случае, насос будет меньше перегреваться и не закипит при возникновении критических температур.

Фильтр-грязевик. Обязательное условие для нормального функционирования циркуляционного насоса, это наличие фильтра грубой очистки (с металлической сеткой внутри). В противном случае, насос может быстро засориться, и выйти из строя. Также, чтобы можно было бы отремонтировать или заменить существующий циркуляционный насос, должны быть установлены две крана, для быстрой замены.

На каком участке ставить? Насос в отоплении можно ставить практически на любых участках трубопровода: вертикальных, горизонтальных и, даже наклонных. Единственный момент, который нужно будет учесть, связан с тем, чтобы ротор циркуляционного насоса находился только в горизонтальной плоскости. Простыми словами, насос нельзя устанавливать ротором вверх и вниз.

Как правильно ставить? При установке, коробка на насосе с клеммами должна находиться вверху или на крайний случай, сбоку. Не допускается устанавливать циркуляционный насос, таким образом, чтобы пластиковая коробка была расположена внизу. В противном случае, может произойти замыкание, что повлечёт за собой выход насоса из строя.

Куда должна смотреть стрелка на насосе? Ну и, конечно же, при установке насоса нужно учитывать направление потока теплоносителя в системе отопления. Если насос устанавливается на обратке, то его стрелка должна смотреть в сторону отопительного котла. Если наоборот, то, соответственно, стрелка должна быть направлена в другую сторону.

Грамотный монтаж циркуляционного насоса в отоплении, поможет избежать ряда проблем связанных с эксплуатацией дорогостоящего оборудования.