Выбор и монтаж циркуляционного насоса для отопления

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 отопления, 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.

podbor-tsirkulyatsionnogo-nasosa-dlya-sistemyi-otopleniya-3.jpg

Система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Два основных типа циркуляционных насосов

Несмотря на многообразие моделей, практически во всех циркуляционных насосах используется центробежный принцип перекачки жидкости. Вращение рабочего колеса с лопастями в специальной камере особой конфигурации («улитке») создаёт зону разрежения в центре, на входе потока, и область повышенного давления к периферии (стенкам камеры) за счет действия центробежных сил. Это в итоге дает устойчивый поток перекачиваемого теплоносителя.

vihrevoi_shema2.jpg

Принцип работы центробежного рабочего колеса

Понятно, что электрическая часть насоса не должна контактировать с жидкой перекачиваемой средой. Еще на заре появления насосов, в начале прошло века, эту проблему решали раздельным размещением электропривода и рабочей камеры с передачей вращения через вал. Спустя определенное время появились и иные разработки, в которых вращающийся ротор электрического двигателя находится в перекачиваемой жидкой среде, а изолируется только электрическая часть статора.

Это подразделение моделей сохранилось и по сей день – впускаются насосы «сухого» и «мокрого» типа.

А. Насосы с «сухим» ротором всегда можно отличить даже внешне – они имеют достаточно большой и массивный блок электродвигателя, значительно выступающий вверх или в сторону. Они довольно массивны, и чаще всего требуют установки на специальные площадки или кронштейны (консоли).

suhie.jpg

Насосы с «сухим» ротором

Примерная схема такого насоса приведена на иллюстрации. Затонированные цветом участки показывают прохождение теплоносителя.

suh.jpg

Схема устройства насоса с «сухим» ротором

Металлическая рабочая камера-«улитка» (поз. 1) имеет фланцы (поз. 2) или резьбовые патрубки для врезки в систему. Может быть предусмотрено заглушенное гнездо, предназначенное для установки манометра (поз. 3).

Сверху «улитки» расположен опорный фланец (поз. 4), к которому болтовым соединением, через плоскую уплотнительную прокладку (поз. 5) крепится электродвигатель (поз. 6). Работа электропривода сопряжена со значительным выделением тепла, поэтому на оси ротора обычно ставится крыльчатка вентилятора, закрытая сверху кожухом (поз. 7).

Сам ротор опирается на два (верхний и нижний) блока шарикоподшипников (поз. 8), прикрытых уплотнительными кольцами (поз. 9).

Изоляционное разделение электропривода и рабочей камеры обеспечивает блок контактных уплотнительных колец достаточно сложной конструкции (поз. 10). Вращение передается через вал на рабочее колесо (поз. 11). Обычно предусматривается специальный клапан для выпуска воздуха из «улитки» при заполнении системы теплоносителем (поз. 12).

Насосы с сухим ротором отличает высокий КПД, у них завидная производительность и показатель создаваемого напора. Но недостатков у такой схемы тоже немало.

  • В первую очередь, достаточно высокий уровень шума – такой насос никак не установишь поблизости от жилой зоны.
  • Такое оборудование нуждается в частых профилактический мероприятиях – контактные уплотнительные кольца быстро изнашиваются и требуют регулярной замены.

Обычная сфера применения насосов с «сухим» ротором – это мощные и разветвленные системы отопления: теплопункты многоквартирных домов или котельные крупных частных особняков, то есть те случаи, когда производительность и создаваемый напор являются определяющими критериями.

Б. Если система отопления создается в частном доме небольшой или средней величины, или же в условиях городской квартиры, то бывает вполне достаточно циркуляционных насосов с «мокрым» ротором. Они отличаются компактностью, простотой установки (как правило – просто врезаются в трубу безо всяких дополнительных креплений).

mokk.jpg

Чаще всего в автономных системах отопления применяются насосы с «мокрым» ротором

Примерная типовая схема насоса с «мокрым» ротором показана на рисунке:

mokryj.jpg

Принципиальная схема циркуляционного насоса с «мокрым» ротором

Корпус рабочей камеры (поз. 1) изготавливается из металла – чаще всего для этого используется латунь или бронза. С обеих сторон – фланцы (поз. 2) или резьбовые муфты для врезки в трубу.

К корпусу камеры крепится блок электропривода (поз. 3) с помощью винтового соединения (поз. 4). Герметичность соединения обеспечивается кольцевыми прокладками.

Моторный блок разделен на два полностью изолированных друг от друга отсека. Во внешнем расположена обмотка статора (поз. 5), которая защищена от влажной среды перегородкой, обычно выполненной из нержавеющей стали (поз. 6).

Во внутреннем отсеке моторного блока расположен ротор (поз. 7), вал которого опирается на подшипники скольжения (поз. 8). Между рабочей камерой и внутренним отсеком моторного блока предусмотрены каналы (поз. 9) для свободного перетекания жидкой среды. Для выпуска воздуха при заполнении системы имеется пробка (поз. 10) со своим уплотнительным кольцом (поз. 11). Вращение вала ротора передается на рабочее колесо «улитки» (поз. 12).

Тот факт, что вращение ротора происходит в жидкой среде, убирает необходимость в дополнительной системе охлаждения привода – температура всегда поддерживается на одно уровне за счет теплообмена с теплоносителем. Кроме того, жидкость постоянно «смазывает» подшипники скольжения. Оба этих обстоятельства делают работу такого насоса практически бесшумной.

Важное достоинство такой схемы еще и в том, что отсутствуют трущиеся, быстро изнашивающиеся уплотнительные узлы, как в насосах «сухого» типа. Все прокладки стоят на неподвижных соединениях, и срок их годности зависит только от старения материала. Подобные насосы, благодаря этому, способны служить немало лет, вообще не требуя никаких профилактических вмешательств.

Недостатком «мокрых» насосов можно назвать невысокий КПД – за счет сопротивления вращению ротора со стороны жидкой среды. Однако этот факт полностью окупается невысоким общим потреблением электроэнергии, и решающей роли играть не должен.

Большинство подобных насосов имеет модульную схему – они легко разбираются, и любой из узлов или элементов несложно, при необходимости, заменить на новый.

2-1.jpg

Подобные насосы имеют блочную конструкцию — их совсем не сложно разобрать и собрать для проведения профилактики или замены деталей

1 – корпус рабочей камеры.

2 – рабочее колесо. Это – наиболее нагруженная деталь, поэтому, как правило, изготавливается из высокопрочных полимеров с применением стекловолоконного армирования.

3 и 7– блоки подшипников скольжения. В современных моделях используются детали из графита и керамики, обеспечивающих вращение с минимальным трением.

4 – статор на рабочем валу. Не имеет никакого контакта с электрической частью.

5 – «стакан» из нержавейки, обеспечивающий надежное герметичное разделение отсеков электропривода.

6 – уплотнительные прокладки.

8 – корпус электропривода.

9 – клеммная коробка. Предназначена для коммутации насоса к электросети. Часто на ней устанавливаются органы управления – выключатель и переключатель режимов работы прибора.

Сборка всех деталей в единую конструкцию – элементарна, производится обычным винтовым соединением двух частей корпуса.

Важное условие безаварийной эксплуатации «мокрого» насоса является условие никогда не оставлять ротор сухим – это вызовет быстрый износ блоков подшипников и перегрев привода. Это предопределяет требование к установке – на каком бы участке трубы ни врезался насос, ось его ротора должна принять горизонтальное положение.

Кроме того, чтобы не повредить подшипники скольжения мелкими твердыми взвесями, которые возможны в теплоносителе, перед насосом обычно располагают фильтр-грязевик.

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Чтобы насос для циркуляции воды в системе полностью соответствовал требованиям, перед покупкой необходимо произвести расчеты мощности для мотора. Если будет поставлен агрегат со слишком большим индексом производительности, то вода в трубах будет шуметь. Меньшая мощность же не обеспечит должного тепла. По сути, для правильного выбора перекачивающего устройства необходимо вычислить две величины:

  • производительность двигателя;
  • подающий напор.

Рабочая мощность будет происходить из общей тепловой производительности системы отопления. Проще говоря, устройство должно перекачивать такой объем жидкости, чтобы ее хватало на потребности всех радиаторов в доме. Чтобы это вычислить необходимо, знать точную потребность ресурсов на полный обогрев здания. Для частных домов, площадью 100 метров квадратных, эта величина составит 10кВт. Сам расчет стоит произвести по следующей схеме Х=3600У(а*в), где:

  • У – теплозатраты для обогрева;
  • А –теплопроводимость воды = 4,187 кДЖ/кг;
  • В – разница температур при подаче и в обратной магистрали. Как правило, условно принимается значение в 10-20 градусов.

Основные критерии выбора насоса

Чтобы циркуляционный насос можно было использовать для отопления частного дома, нужно в первую очередь определиться с необходимыми значениями его основных показателей. И только затем уже выбирать производителя и модель по таким параметрам, как бренд, качество и цена.

Максимальный напор и расход

У каждого насоса существует две главные характеристики:

  • максимальный напор – на сколько метров агрегат сможет поднять столб воды;
  • максимальный расход – сколько кубометров в час пропустит насос при условии полностью горизонтального контура без сопротивления.

Эти две величины являются “идеальными”, недостижимыми в реальных условиях. Они служат крайними точками в кривой зависимости напора от расхода. Эта функция в графическом виде для разных режимов работы насоса есть в руководстве пользователя.

Для контура, по которому протекает теплоноситель, по сложным формулам составляют кривую зависимости между расходом воды и потерей напора по причине гидравлического сопротивления элементов сети.

Место пересечения этих двух кривых называют “рабочей точкой насоса”. Она покажет расход теплоносителя, который обеспечит этот аппарат для конкретной гидравлической системы.

Зная эту величину и сечение отопительных  труб, можно рассчитать скорость движения воды по ним. Оптимальное значение находится в диапазоне от 0,3 до 0,7 м/с.

reiting_nasosov_otopleniya_01-1-430x349.jpg
Расчетный расход теплоносителя при работе насоса на втором режиме будет равен 2.3 м3/ч. При диаметре труб 1,5 дюйма скорость протекания по ним будет 0,56 м/с. Рассматриваемая модель подходит для этой отопительной системы (+)

Желательно, чтобы по расчетам достаточным было бы функционирование насоса на второй (средней) скорости.

Это обусловлено следующими причинами:

  1. Погрешность в вычислениях. Реальные значения сопротивления отопительного контура могут отличаться от расчетных. В этом случае для достижения нормальной скорости, возможно, потребуется переключить режим на более или менее мощный.
  2. Вероятность добавления новых элементов, таких как радиаторы, устройства контроля и т.д. В этом случае возрастет сопротивление, что приведет к уменьшению скорости потока. Для решения этой проблемы может понадобиться переключение на третью скорость.
  3. Повышенный износ оборудования при максимальной нагрузке. Работа на средней мощности значительно продляет срок безаварийной эксплуатации механических устройств. Это правило относится и к насосам.

Сейчас современные устройства для принудительной циркуляции оснащают автоматизированными системами поддержания оптимальных параметров работы. С их использованием стало гораздо проще добиться нужной температуры в помещениях.

Дополнительная информация по расчету и выбору насоса для отопления приведена в этой статье.

Другие важные характеристики

Насос необходимо подбирать, учитывая параметр “диаметр резьбы”. Он должен соответствовать внутреннему размеру труб отопления.

reiting_nasosov_otopleniya_02-430x323.jpg
Для подсоединения насоса к трубам отопительного контура используют специальные накидные гайки, которые обычно идут в комплекте с оборудованием

Еще одним важным параметром является шум от работы прибора. Так как часто стоит задача выбрать тихий циркуляционный насос для системы отопления жилых помещений, то этот показатель практически все производители указывают наряду с техническими данными.

Чтобы не ошибиться в предназначении насоса, необходимо обратить внимание на диапазон допустимых температур, который определен для перекачиваемой жидкости. Верхний предел должен быть не менее 110°C, так как закипание воды в замкнутой системе происходит приблизительно при такой температуре.

Если нижнее значение меньше 0°C, то допустимо включать насос при отрицательной температуре циркулирующего в системе антифриза. При замерзшей воде, даже в случае сохранившего свою целостность контура, производить пуск прибора нельзя. Сначала нужно будет разморозить систему.

Схемы и стандарты монтажа насосного оборудования своими руками

Установка циркуляционных насосов производится двумя способами. Первая схема подключения агрегата – двухтрубная. Такой способ подключения описывается высоким перепадом температур в системе и переменным расходом теплоносителя. Вторая схема – однотрубная. В этом случае перепад температур в системе отопления будет незначительным, а расход носителя постоянным.

ustanovkatsirkulyatsionnogonasosavsexitr_3a186025.jpg

Установленный циркуляционный насос

Подключение насоса своими руками выполняют по инструкции, которая прилагается к агрегату. В ней указывается и порядок монтажа функциональной арматурной цепочки. Перед установкой насоса не забудьте слить из системы всю воду. Нередко возникает необходимость и в ее очистке. В период эксплуатации отопительного котла на внутренних поверхностях труб собирается немало мусора, который ухудшает технические показатели системы.

Специалисты советуют размещать циркуляционную установку перед котлом – на обратке. Делается это для того, чтобы исключить риск закипания отопительной системы открытого типа из-за вакуума, который создается при монтаже насоса на подаче. Кроме того, если вы установите циркуляционный агрегат на обратке, безаварийная его эксплуатация будет существенно увеличена благодаря тому, что он станет функционировать при пониженных температурах.

Сама процедура установки насоса выглядит так:

  1. Делаете обвод (на профессиональном сленге – байпас) на участке, где будет размещаться насос. Диаметр байпаса всегда берется немного меньшим по сравнению с сечением основной трубы.
  2. Монтируете (строго по горизонтали) вал насосного устройства, сверху размещаете клеммную коробку.
  3. Ставите краны (шаровые) с обеих сторон насоса.
  4. Устанавливаете фильтр. Без этого приспособления эксплуатировать оборудование не рекомендуется.
  5. Размещаете автоматический (как вариант – ручной) выпускной клапан над обводной линией. Это устройство позволит вам осуществлять прочистку воздушных пробок, регулярно образующихся в системе.

Далее на участке входа-выхода циркуляционного агрегата ставится арматура (запорная). Для открытой системы отопления дополнительно необходим расширительный бачок (в закрытых комплексах не ставится). Финальный этап монтажных работ – обработка хорошим герметиком всех без исключения узлов соединения различных элементов системы.

Требования к монтажу циркулярного насоса

До того как установить циркуляционный насос в систему отопления, следует выполнить соблюдение нескольких правил, чтобы эффективность от использования этого аппарата была максимальной. К ним относятся:

  • установка расширительного бачка с учетом того, чтобы его уровень был минимум на 1 м выше, чем самая высокая точка системы отопления;
  • обязательно следует снабдить каждый радиатор системой отвода воздуха: автоматической или при помощи крана Маевского;
  • в каждом помещении должен иметься в наличии байпас, позволяющий осуществлять в критических случаях обход системы, например, при отключении электричества, хотя лучше установить бесперебойник, который полностью исключит или сведет к минимуму такие нештатные ситуации.

Кроме того, если решено проводить работы самостоятельно, потребуется освоить минимальные навыки проведения расчетов. Для этого можно учитывать что:

  • на 1 кВт мощности насос способен перекачать приблизительно 1л теплоносителя;
  • в среднем на каждые 10 м контура требуется мощности напора равного 0,6 м, следовательно, если вся длина равна 100 м, то необходимо приобретать аппарат с маркировкой 60;
  • также нужно знать, что средняя скорость движения жидкости составляет около 1,5-2 м/с.

Но выполняя самые простые расчеты, не следует забывать принимать во внимание и диаметр труб, соблюдая принцип: чем она тоньше, тем мощнее насос.

Схемы врезки насоса в сеть

Выбирая одну из схем, необходимо учесть тип отопительной системы, модель котла и удобство обслуживания.

Вариант 1. Это наиболее распространенное решение: насос монтируют на «обратке», по которой остывший теплоноситель возвращается в котел. Теплая вода не так агрессивно воздействует на детали прибора, поэтому он служит дольше.

ust_nas_6-1-430x280.jpg
Удачное место для монтажа – между мембранным баком и отопительным котлом. Эта схема универсальна, она одинаково хороша для открытой и закрытой системы, а также для подключения приборов коллекторным способом (+)

Вариант 2. Это решение актуально, если возможности установить насос на «обратке» по каким-то причинам нет. Тогда его фиксируют в начале контура, на подаче, но не возле котла, а после группы безопасности.

Современные аппараты легко выдерживают высокую температуру, однако до сих пор встречаются специалисты, отвергающие подобную схему.

ust_nas_7-1-430x296.jpg
Отсекающие краны являются сопутствующими элементами и требуются для быстрого обслуживания. Чтобы снять циркуляционный насос, необходимо открутить краны, находящиеся по обе стороны от корпуса (+)

Существует такой вариант отопительной сети, как открытая система с расширительным баком, установленным в самой высокой точке контура.

Если установить циркуляционный насос, то появится возможность эксплуатировать ее в двух режимах: естественном и принудительном. Естественная циркуляция пригодится, если возникнут перебои с электричеством.

ust_nas_8-1-430x323.jpg
Чтобы можно было переключать систему из одного режима в другой, циркуляционный прибор устанавливают не на трубе, а на байпасе – специальном отводе. При включении насоса трубу перекрывают краном

Последняя схема относится только к сетям с твердотопливным котлом. Насос на подаче не устанавливают из-за опасности взрыва. Дело в том, что у котлов на твердом топливе нельзя быстро остановить процесс нагрева, вследствие чего происходит закипание воды.

Кипяток с паром попадает внутрь насоса, он снижает производительность, охлажденная вода в контуре не успевает поступать обратно в котел в необходимом количестве – и он раскаляется еще больше. Результатом перегрева и становится взрыв.

ust_nas_9-1-430x296.jpeg
Дополнительным элементом сети становится термосмесительный клапан. Он служит для переключения циркуляции теплоносителя с малого круга (с байпасом) на большой (+)

Если в разогревающийся котел запустить охлажденную воду из контура, выпадет конденсат. Чтобы этого не произошло, вода сначала разогревается в малом контуре до +55°С, а затем термостатический клапан производит плавное переключение на большой контур.

В результате холодная вода смешивается с уже разогретой и «температурного шока» для котла не происходит.

Монтаж дополнительного оборудования и его подключение

Обычно радиаторные системы закрытого или открытого типа с одним котлом оснащаются одним циркуляционным насосом. Более сложные схемы нуждаются в дополнительных аппаратах по перекачке воды.

Речь идет о таких случаях:

  • Частный дом отапливается больше, чем одной котельной установкой.
  • Обвязка котла не имеет буферной емкости.
  • В состав отопительного контура входит несколько ответвлений для обслуживания различных приборов – батарей, теплых полов, бойлера косвенного нагрева и пр.
  • Если применяется гидравлический разделитель.
  • Организовывается подача воды для теплых полов.

c9833da5cc5e38ba00ba93c0d67fd9b6.jpg

Чтобы правильно обвязать несколько котлов, работающих на разных видах топлива, потребуется каждый из них обеспечить отдельным насосом. Система с буферной емкостью нуждается в схеме отопления с двумя насосами, т.к. речь идет о минимум двух циркуляционных контурах – котловом и отопительном.

Отдельного упоминания заслуживают схемы отопления повышенной сложности с несколькими контурами: они обычно применяются в больших коттеджах на 2-4 этажа. В этом случае может понадобиться от 3 до 8 насосов для подачи теплоносителя на каждый этаж, и к разным отопительным приборам. Схема отопления с двумя насосами используется в тех случаях, когда в доме имеется два водяных пола. В некоторых случаях подключение насоса в систему отопления частного дома не требуется вовсе, т.к. большая часть электрических и газовых котлов настенного типа имеют собственные перекачивающие аппараты.

Подключение к электропитанию

Работают циркуляционные насосы от сети 220 в. Подключение — стандартное, желательна отдельная линия электропитания с автоматом защиты. Для подключение требуются три провода — фаза, ноль и заземление.

ustanovka-cirkulacionnogo-nasosa-8-600x269.jpg

Схема электрического подключения циркуляционного насоса

Само подключение к сети можно организовать при помощи трехконтактных розетки и вилки. Такой способ подключения используется, если насос идет с подключенным питающим проводом. Также можно подключить через клеммную колодку или напрямую кабелем к клеммам.

Клеммы располагаются под пластиковой крышкой. Ее снимаем, открутив несколько болтов, находим три разъема. Они обычно подписаны (нанесены пиктограммы N — нулевой провод, L — фаза, а «земля» имеет интернациональное обозначение), ошибиться трудно.

ustanovka-cirkulacionnogo-nasosa-9-600x317.jpg

Куда подключать кабель электропитания

Так как от работоспособности циркуляционного насоса зависит вся система, имеет смысл сделать резервированное питание — поставить стабилизатор с подключенными аккумуляторами. При такой системе электропитания все будет работать и несколько суток, так как сам насос и автоматика котла «тянут» электричества по максимуму 250-300 Вт. Но при организации надо все просчитать и подобрать емкость аккумуляторов. Недостаток такой системы — необходимость следить за тем, чтобы аккумуляторы не разряжались.

ustanovka-cirkulacionnogo-nasosa-10-600x261.jpg

Советы по эксплуатации

Можно предложить несколько ключевых рекомендаций, которые позволят обеспечить долгую эксплуатацию этого вида оборудования.

  • Можно без страха оставлять прибор в режиме постоянной работы.
  • Специалисты советуют иногда включать оборудование на 10-20 минут уже после того, как окончился отопительный сезон.
  • Включать оборудование можно только при условии заполнения системы отопления носителем.
  • Модели, имеющие в своей структуре мокрый ротор, применяют для смазки теплоноситель. При включении, если смазочный материал отсутствует, подшипники могут очень быстро сгореть.

Видео

Добавьте свой комментарий: