Как выбрать циркуляционный насос для отопления: принцип работы, расчеты, монтаж

Рекомендации по установке для всех типов систем

Существуют рекомендации по установке всех типов насосов:

• Монтаж системы, в которую входит циркуляционный насос, проводится с подключением резервного электропитания с запасом работы 4-6 часов.
• Для 1;-2– контурных систем обязательна установка байпаса, так как при отключении электричества она обеспечит естественное движение потока энергоносителя в системе.

Для справки! Байпас это – обвод, небольшой участок трубы с запорной или регулируемой арматурой, иногда с обратным клапаном. Встраивается в обход циркуляционного насоса и при его остановке обеспечивает свободное движение потока.

• Проверять работу насоса можно только при заполненной системе. Основной показательно правильной установки – равномерное распределение тепла между всеми радиаторами.
• Насосы с мокрым типом ротора устанавливаются в вертикальном положении.

Обычно производители иллюстрируют как надо правильно устанавливать насосИсточник as-elit.ru

• Обязательна установка фильтра грубой, и желательна установка тонкой очистки.
• Насос должен находиться в доступном для обслуживания месте.
• После проведения всех расчетов добавьте 20 % от номинальной мощности, так вы обеспечите щадящую работу оборудования в оптимальном режиме 85-90 %, исключая работу на пределе возможности.

Котлы на твердом топливе

Этот тип требует отдельного рассмотрения. При отключении электричества происходит остановка насоса, но нагревание энергоносителя в котле продолжается: невозможно быстро погасить горящие дрова или уголь, через 3-5 минут температура достигнет критических показателей и сработает клапан сброса давления. Если насос установлен на выходной трубе сброс происходит через 4-6 минут, в то время как его установка на обратке увеличивает это время до получаса.

Видео описание

Наглядно про установку насоса в системе с твердотопливном котлом в следующем видео:

Ценовой фактор

При выборе циркуляционного насоса имеет значение стоимость самого устройства и его экономичность при эксплуатации. Как правило, работа насоса оправдывается экономией на расходе топлива, а стоимость на саму модель определяется его работоспособностью. По Москве разбег цен на насосы очень большой. Условно из можно разбить на 3 категории:

За 3,5-7 тысяч рублей можно купить базовые функции, с минимальным сроком работы и чаще всего одноразового использования;

Сравнение характеристик насосов эконом сегментаИсточник ms.decorexpro.com

• Приборы за 7,5-20 тысяч – это «рабочие лошадки», точно обеспечивающие заявленные характеристики, со сроком работы не меньше указанного производителем и с несколькими степенями защиты и оптмальным запасом прочности;
• VIP–системы с полной автоматизацией, набором дополнительных функций, высоким запасом прочности и возможностью обеспечить теплом большой объем обойдутся уже по стоимости от 20 до 45 тысяч рублей.

Видео описание

И еще некоторые размышления про циркуляционные насосы в следующем видео:

Преимущества отдельной насосной установки

Использование нагнетательного оборудования оправданно с точки зрения экономии топлива и повышения КПД котла, поэтому многие компании встраивают насосные установки в котлы. Но отдельная установка агрегата имеет свои преимущества: быстрая замена без снятия котла, возможность контролировать процесс при возникновении внештатных ситуаций (например, использование байпаса). Кроме этого насос можно установить в систему, не предусмотренную проектом на начальном этапе.

Несмотря на кажущуюся простоту выбора, параметры насоса должны быть технически оправданны, для чего проводятся математические вычисления с учетом законов теплотехники, особенностей индивидуальности системы, поэтому точный выбор должен сделать специалист, который учитывает все факторы исходя не только из теоретических знаний, но также и из практического опыта.

Виды циркуляционных насосов

Конструкция типового циркуляционного насоса состоит из корпуса, изготовленного из нержавеющего металла, керамического ротора и вала, оснащенного колесом с лопастями. Ротор приводится в действие с помощью электродвигателя. Подобная конструкция обеспечивает забор воды с одной стороны устройства и ее нагнетание в трубопроводы со стороны выхода. Движение воды по системе происходит за счет центробежной силы. Таким образом, преодолевается сопротивление, возникающее на отдельных участках труб отопления.

Все подобные устройства разделяются на два типа – сухой и мокрый. В первом случае отсутствует контакт ротора с перекачиваемой водой. Всю его рабочую поверхность от электродвигателя отделяют специальные защитные кольца, тщательно отполированные и подогнанные между собой. Работа насосов сухого типа считается более эффективной, однако в процессе эксплуатации возникает довольно сильный шум. В связи с этим, для их установки оборудуются отдельные изолированные помещения.

При выборе таких моделей следует учитывать наличие воздушных завихрений, образующихся во время работы. Под их воздействием в воздух поднимается пыль, которая может легко попасть внутрь устройства и нарушить герметичность уплотнительных колец. Это приведет к выходу из строя всей системы. Поэтому в качестве защиты между кольцами присутствует тончайшая водяная пленка. Она обеспечивает смазку, предотвращая преждевременный износ колец.

Циркуляционные насосы мокрого типа имеют отличительную особенность в виде ротора, постоянно находящегося в перекачиваемой жидкости. Место расположения электродвигателя надежно отделено герметичным металлическим стаканом. Данные устройства как правило используются в небольших отопительных системах. Они значительно меньше шумят при работе и не требуют дополнительных мероприятий по техническому обслуживанию. Обычно такие насосы периодически ремонтируются и настраиваются до нужных параметров.

Существенным недостатком этих насосов считается низкий коэффициент полезного действия из-за недостаточной герметичности гильзы, разделяющей статор и теплоноситель

Выбирая нужную модель, следует обращать внимание на то, чтобы в насосе был не только мокрый ротор, но и защищенный статор

Последние поколения циркуляционных насосов практически полностью автоматизированы. Умная автоматика обеспечивает своевременное переключение уровня обмоток и существенно увеличивает производительность устройства. Такие модели чаще всего используются при стабильном или незначительно изменяющемся расходе воды. Благодаря ступенчатой регулировке, появилась возможность выбора наиболее оптимальных режимов работы и существенной экономии электроэнергии.

Лучшие инновационные циркуляционные насосы для систем отопления, ГВС, кондиционирования и охлаждения воздуха

Grundfos ALPHA2 – циркуляционные насосы с интеллектом

Линейка Alpha2 – это новое поколение датских приборов на базе серии UPS. Модели обладают опцией autoADAPT – способны гибко реагировать на смену температуры в контуре: для вывода рабочей точки насоса в оптимальное положение автономно регулируют подачу.

Имеют функции: летнего и ночного режима, защиты от холостого хода и перегрева. Оснащены двигателем на стабильных магнитах и уникальным штекером. Обладая моментом старта 27 Н·м, легко запускаются после длительного простоя.

Плюсы:

• высокая энергоэффективность: достигается автоматическим регулированием производительности, а также настройками скорости и 2 давлений, у которых по 3 варианта фиксации;
• разнообразие модификаций: кроме стандартных с чугунной оболочкой, предлагаются версии с воздухоотделителем (“A”) и корпусом из нержавейки (“N”) для ГВС;
• надежность: детали изготавливаются из износостойких нержавеющих материалов;
• минимальный уровень шума – до 43 дБ;
• удобство пользования: все важные параметры выводятся на переднюю панель;
• малые габариты и вес: у самого ходового циркуляционного насоса отопления Grundfos ALPHA2 25-40 длина – 18 см, вес – 2,1 кг;
• долговечность: гарантия выдается на 5 лет.

Минусы:

• плохая адаптация к скачкам напряжения;
• сравнительно высокая стоимость – цена на Grundfos ALPHA2 25-40: 9,0÷11,1 тыс. руб.

DAB VA – циркуляционные насосы обновленные

В линейном ряду VA котируются модели с характеристиками, аналогичными вышеприведенным. Наиболее ходовой циркуляционный насос отопления – DAB VA 35/180 с производительностью 3 м3/ч, напором 4,3 м, давлением max 10 бар, мощностью – 71 Вт.

В 2017 г. итальянский производитель агрегат доработал и обновил. С октября выпускается: чугунный корпус – с катафорезным покрытием, двигатель – с керамическим валом в новом исполнении, этикетка – с лазерной гравировкой.

Плюсы:

• энергоэффективность: существует возможность 3-скоростной регулировки;
• простой монтаж – с помощью быстроразъемного соединения в горизонтальном / вертикальном положении;
• возможность выбора установочной длины: 18 или 13 см;
• ремонтопригодность: для демонтажа корпуса снимаются лишь 4 винта;
• уровень шума сопоставим с силой звука при спокойном разговоре;
• долговечность: с октября 2017 года оболочка электродвигателя – с литого алюминия, рабочее колесо – с технополимера, упорный подшипник и вал – с керамики, втулки – с графита, кольца уплотнения – с EPDM, другие детали – из нержавейки;
• доступные цены, например, циркуляционный насос DAB VA 35/180 стоит 3,3÷4,4 тыс. руб.

Минусы:

• иногда попадаются агрегаты с дефектами;
• отсутствует информационное табло.

UNIPUMP LPA – циркуляционные насосы энергосберегающие

Циркулирующие насосы Unipump линейки LPA по используемым технологиям и принципам работы имеют много общего с агрегатами Grundfos серии Alpha 2. Они подходят для систем отопления с ночным режимом, а также переменными производительностью и температурой.

Аппараты рассчитаны на циркуляцию в 1- и 2-трубных контурах бытовых СО и СГВС. Оснащаются: двигателем с продолжительными магнитами, блоком частотного регулирования, панелью управления.

Плюсы:

• экономия электроэнергии: достигается выставлением одного из пяти режимов;
• благодаря «мокрому» варианту ротора отсутствует перегрев: подшипники регулярно смазываются циркулирующей водой;
• соблюдение стандартных эксплуатационных параметров: температура жидкости в контуре – от + 2 до +110 °С; максимальное давление в сети – 10 бар;
• незначительный уровень шума – составляет лишь 43 дБ;
• удобство эксплуатации: текущие показатели выводятся на монитор;
• высокая степень защиты: IP42;
• малые размеры (под монтаж – 13 и 18 см), потребляемая мощность (22÷45 Вт) и вес.

Минусы:

• высокая цена по сравнению с устаревшими циркуляционными насосами линейки UPS: UNIPUMP LPA 25-60 стоит около 5,5 тыс. руб.;
• невысокие эксплуатационные обязательства: срок службы – от 5 лет; гарантия – 24 месяца.

Для чего нужен насос в системе отопления

Циркуляционные насосы для отопления частных домов, предназначены для создания принудительного движения теплоносителя в водяном контуре. После установки оборудования, естественная циркуляция жидкости в системе становится невозможной, насосы будут работать в постоянном режиме. По этой причине, к циркуляционному оборудованию предъявляют высокие требования относительно:

1. Производительности.
2. Шумоизоляции.
3. Надежности.
4. Длительного срока эксплуатации.

Циркуляционный насос нужен для «водяных полов», а также двух- и однотрубных систем отопления. В больших зданиях используется для систем ГВС.

Как показывает практика, если установить станцию в любую систему с естественной циркуляцией теплоносителя, увеличивается эффективность обогрева и равномерное прогревание по всей длине водяного контура.

Единственный минус такого решения, это зависимость работы насосного оборудования от электричества, но проблема, как правило, решается подключением источника бесперебойного питания.

Установка насоса в систему отопления частного дома оправдана как при создании новой, так и при модификации уже существующей системы отопления.

Принцип действия циркуляционного насоса

Работа циркуляционных насосов увеличивает энергоэффективность системы отопления на 40-50%. Принцип действия устройств, независимо от типа и конструкции, заключается в следующем:

• Жидкость поступает в полость, выполненную в виде ракушки.
• Внутри корпуса расположено рабочее колесо, маховик, создающий давление.
• Увеличивается скорость теплоносителя и посредством центробежной силы, жидкость отводится в спиральный канал, подключенный к водяному контуру.
• Теплоноситель поступает в водяной отопительный контур с заданной скоростью. Благодаря закручиванию водяных потоков, снижается гидравлическое сопротивление при циркуляции жидкости.

Принцип работы системы отопления с циркуляционным насосом отличается от контуров с естественной циркуляцией, тем, что движение жидкости осуществляется принудительно. На эффективность обогрева не влияет соблюдение уклонов, количество установленных радиаторов, а также диаметр труб.

Работа циркуляционных насосов может несколько отличаться, в зависимости от типа конструкции, но принцип действия остается неизменным. Производители предлагают более сотни моделей оборудования, с различными параметрами производительности и управления. По характеристикам насосов можно разделить станции на несколько групп:

• По типу ротора – для усиления циркуляции теплоносителя, можно применять модели с сухим и мокрым ротором. Конструкции отличаются по расположению рабочего колеса и движущихся механизмов в корпусе.Так, в моделях с сухим ротором, с жидкостью теплоносителя соприкасается исключительно маховик, создающий давление. «Сухие» модели имеют высокую производительность, но имеют несколько недостатков: создается высокий уровень шумов от работы насоса, требуется регулярное обслуживание.Для бытового применения лучше использовать модули с мокрым ротором. Все движущиеся части, включая подшипники, полностью помещены в среду теплоносителя, служащего смазкой для деталей, на которые приходится наибольшая нагрузка. Срок службы водяного насоса «мокрого» типа в системе отопления, составляет не менее 7 лет. Необходимость в обслуживании отсутствует.
• По типу управления – традиционная модель насосного оборудования, чаще всего устанавливаемая в бытовых помещениях небольшой площади, имеет механический регулятор с тремя фиксированными скоростями. Регулировать температуру в доме с помощью циркуляционного насоса механического типа, достаточно неудобно. Модули отличает большой расход электроэнергии.Оптимальный насос имеет электронный блок управления. В корпус встроен комнатный термостат. Автоматика самостоятельно анализирует температурные показатели в помещении, автоматически изменяя выбранный режим. Расход электроэнергии при этом сокращается в 2-3 раза.

Существуют и другие параметры, отличающие циркуляционное оборудование. Но для выбора подходящей модели, достаточно будет знать о перечисленных выше нюансах.

Какие бывают циркуляционные насосы и чем различаются

Устройство и принцип работы всех циркуляционных насосов схожи. Приборы состоят из прочного нержавеющего корпуса, одно- или трехфазного электродвигателя, ротора и вращающейся крыльчатки. При включении электродвигателя он вращает ротор с крыльчаткой, благодаря чему создается пониженное давление и вода поступает в прибор, а лопастное колесо выбрасывает жидкость через выводной патрубок в систему отопления.

Различают «сухие» и «мокрые» конструкции. В первых ротор закрыт от воды специальным уплотнительным кольцом, а во вторых контактирует с теплоносителем. «Сухие» насосы сложнее в монтаже, требуют регулярного осмотра и обслуживания, зато более производительны и долговечны. «Мокрые» не нужно обслуживать, они более долговечны, но их КПД примерно на 20% ниже.

В частных домах обычно устанавливают «мокрые» насосы, отдавая должное их бесшумной работе. А в котельных, рассчитанных на обогрев крупных зданий или нескольких построек, чаще применяют «сухие» приборы из-за более высокой производительности.

Какие показатели учитывать при выборе насоса

Правильный выбор насоса основан на показателе гидравлического сопротивления, преодолеваемого самим прибором, в процессе создания требуемого напора и силы водяного потока. Для оптимально подобранного насоса рекомендуемая мощность должна иметь уровень ниже, чем расчетная, на 10-15% от показателя расчетной мощности. В случае превышения уровня необходимой мощности прибор может иметь более короткий срок эксплуатации, что приведет к его скорой изнашиваемости. Возможно повышение уровня шумов в системе отопления. Если мощность агрегата будет меньше, то в данных условиях не будет обеспечено необходимое количество теплоносителя.

Схема устройства циркуляционного насоса.

Расчет показателя мощности насоса основан на диаметре и длине трубопровода, уровне температуры воды и напора теплоносителя. Десять метров системы отопления должны обеспечиваться с полуметра напора за счет насоса. Расход теплоносителя в ходе расчетов сравнивается с уровнем расхода воды, используемой в котле, мощность которого известна. Следует иметь данные для расчетов о том, какое количество воды необходимо для нормальной работы каждого из колец отопительной системы. Расчет тепловых потерь здания можно производить на основе таблиц теплопроводности материалов. Учитывается и протяженность теплопровода, число радиаторов отопления. Мощность батареи определяется необходимым количеством воды в минуту для обеспечения оптимального обогрева комнаты.

Циркуляционный насос может быть оснащен либо электронным, либо ручным регулятором скорости. Если скорость оборотов вала насоса установлена на наибольшей отметке, то должен получиться максимальный коэффициент работы прибора.

Производители и цены

При выборе производителей циркуляционного насоса подход тот же, что при подборе любой дугой техники. Если есть возможность, лучше брать оборудование европейских производителей, которые на рыке уже давно. Самыми надежными в данном секторе считаются циркуляционные насосы Willo (Вилло), Grundfos (Грундфос), DAB (ДАБ). Есть и другие неплохие марки, но по ним надо читать отзывы.

Обратите внимание, что все технические характеристики представлены для перемещения воды. Если теплоноситель в системе — незамерзающая жидкость, необходим вносить корректировки. За актуальными для этого типа теплоносителей данными придется обращаться к производителю

В других источниках подобные характеристики найти не удалось

За актуальными для этого типа теплоносителей данными придется обращаться к производителю. В других источниках подобные характеристики найти не удалось.

Подготовка места и монтаж

Современный циркуляционный насос «мокрого» типа можно устанавливать и на подающем, и на обратном участке трубопровода. Модели старого образца устанавливались только на трубу обратной подачи – так остывшая вода продлевала срок эксплуатации механизма.

На части трубопровода перед расширительным баком и участке системы после него создается разный уровень давления – компрессия и разряжение соответственно. Созданное баком статическое давление будет оказывать влияние на функционирование системы с установленным насосным оборудованием. Зона подачи насоса характеризуется гидростатическим давлением, которое на порядок выше обычного, а со стороны всасывания теплоносителя оно отличается пониженным уровнем, иногда приводящим к разряжению. При большой разности давления в системе вода может закипать, или образовываться воздух при высвобождении и всасывании.

Для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя по трубопроводу следует учитывать важное условие: любая точка, расположенная в границах всасывания, должна обладать избыточным гидростатическим давлением. Держать под контролем этот процесс можно следующим образом:. Держать под контролем этот процесс можно следующим образом:

Держать под контролем этот процесс можно следующим образом:

• установить расширительную емкость выше самой высокой точки системы на 80 см. Этот способ – самый простой и удобный, особенно в случае дооснащения отопительной системы циркулярным насосом. Потребуется лишь достаточная высота чердачного помещения и утепление расширительного бака;
• расположить емкость в верхней точке системы так, чтобы верхняя часть трубопровода оказалась в зоне нагнетания насоса. Этот способ применим для современных отопительных систем, где изначально обустроен уклон труб к котлу. Принцип работы заключается в том, чтобы воздушные пузырьки двигались в потоке воды под напором, создаваемым силой насоса;
• установить наивысшую точку системы на самом удаленном стояке. Но здесь имеется один нюанс: придется переделывать трубопровод, а это весьма затратное и сложное мероприятие;
• перенести расширительную емкость и часть трубы в зону всасывания насоса, перед патрубком. Такая реконструкция станет оптимальной для работы в условиях принудительной циркуляции теплоносителя;
• монтаж циркуляционного насоса в подающей части трубы, сразу за точкой ввода расширительной емкости. Однако такой способ подойдет не для всех моделей оборудования, поскольку в этой зоне температура будет достаточно высокой. Метод хорошо для тех насосов, которые способны выдерживать такие условия работы.

Схемы вариантов монтажа циркуляционного насоса с расширительным баком

Для монтажа насоса следует учесть его резьбовой диаметр и осуществить приобретение фильтрующего элемента (фильтра грубой очистки), обратного клапана, байпаса, гаечных ключей размером от 19 мм до 36 мм. На главной трубе, между выводом и вводом врезаемой перемычки, устанавливается запорный клапан соответствующего диаметра. Для удобства монтажа пригодится разъемная резьба.

Задача байпаса, представляющего собой небольшой кусок трубы, состоит в переключении отопительной системы из режима принудительной в режим естественной циркуляции теплоносителя в случае выхода из строя насоса, отключении электричества. Диаметр байпаса должен совпадать с диаметром стояка, в который устанавливается.

Приборы на перемычке должны быть смонтированы в следующем порядке: сначала врезается фильтрующий элемент, затем клапан, затем следует насос. Вводы байпаса с стояк осуществляются посредством запорных клапанов, перекрывающих систему в случае сбоев или поломок.

В случае установки насоса «мокрого» типа байпас должен быть врезан строго горизонтально, что предотвратит скопление воздуха. Дополнительно в систему может быть вмонтирован автоматический кран отвода воздуха, обязательно – в вертикальном положении. Автоотводчик имеет преимущества перед обычным краном Маевского, который необходимо открывать и закрывать вручную.

Выбор по параметрам конструкции

В большинстве случаев циркуляционный насос имеет корпус с присоединенной улиткой. В самом корпусе также находится электродвигатель и клеммы для подключения к сети.

Ротор, который располагается в двигателе – главная движущая часть насоса, которая позволяет засасывать жидкость с одной стороны и нагнетать ее в заданном направлении, например, выводя на трубы.

Именно благодаря ротору мы можем получить давление, достаточное для систем отопления.

Все циркуляционные насосы делят на два типа:

• насосы с сухим ротором;
• устройства влажного типа.

Какой тип циркуляционной конструкции лучше выбрать? Правильно ответить на этот вопрос не сможет ни один мастер, потому что и тот, и другой тип имеет как свои плюсы, так и минусы.

Так, сухой насос отличается тем, что он не имеет контакта с жидкостью (точнее, ротор не всасывает в свою конструкцию воду). Помогает в этом скользящий уплотнитель – специальное кольцо.

Для жилого дома они неудобны еще и тем, что для них требуется делать определенную подводку труб (перестройку систем), да и сами устройства отличаются довольно внушительными размерами.

Такие насосы правильно будет применять в котельных для отопления промышленных зон, но не частного дома.

Во влажном типе наблюдается постоянный контакт с водой. От нее защищен только неподвижный элемент двигателя – статор.

Видео:

Взаимодействие с жидкостью позволяет в естественной среде смазывать детали, к тому же, такой циркуляционный насос работает практически бесшумно.

Такое устройство лучше выбрать, если вы хотите получить конструкцию, которую необходимо обслуживать крайне редко. Иногда подобные насосы работают годами и даже десятками лет без ремонта.

С конструкцией все более-менее понятно, но она – не единственный фактор выбора устройств для систем отопления в доме.