X ЗАКРЫТЬ

Насосы для отопления: типы устройств и принципы подбора по характеристикам

Тема нашей статьи — циркуляционные насосы для систем отопления. Мы разберемся в том, какие функции они выполняют; чем различаются бытовые и промышленные устройства; чем объясняется разница в стоимости между дорогими и дешевыми моделями.

Разумеется, внимание будет уделено и подбору насоса по характеристикам.

Герой нашей статьи. Его производитель, к слову, продает почти половину всех циркуляционных насосов в мире.

Герой нашей статьи. Его производитель, к слову, продает почти половину всех циркуляционных насосов в мире.

Зачем он нужен

Какие функции выполняют насосы для системы отопления?

Понятно, что они перекачивают теплоноситель; но ведь отопление без насоса тоже может работать?

  1. Принудительная циркуляция выравнивает температуру теплоносителя в разных участках контура, резко ускоряя циркуляцию.
    В гравитационных системах отопления одна из основных проблем — то, что ближние к котлу радиаторы всегда гораздо горячее дальних. Причина — именно в медленном движении воды по трубам.
  2. Насос для системы отопления позволяет обойтись меньшим диаметром розлива. При естественной циркуляции проблема гидравлического сопротивления стоит очень остро; один из методов ее решения — использование заведомо завышенного диаметра труб.
    Однако контур, выполненный трубой с сечением 32-50 миллиметров, обойдется довольно дорого и испортит эстетику помещения.
  3. Принудительная циркуляция позволит прокладывать розлив без уклона, необходимого как для ускорения циркуляции, так и для вытеснения воздуха в открытый расширительный бачок отопления.
  4. Наконец, в системах с высоким гидравлическим сопротивлением (к примеру, с лучевой разводкой) отопительный насос просто необходим.
    Без него создающийся за счет нагрева перепад будет недостаточным для циркуляции  в принципе.

Важно: некоторые типы котлов не работают в гравитационных системах. При покупке обязательно изучите инструкцию на предмет поддерживаемых конфигураций.

На фото - пиролизный котел Dakon Pyro, способный работать только в системах с принудительной циркуляцией.

На фото — пиролизный котел Dakon Pyro, способный работать только в системах с принудительной циркуляцией.

Издержки

Может ли насос отопления создавать какие-то проблемы?

Есть ли у систем с принудительной циркуляцией недостатки?

  1. Потребление электричества. Оно невелико, но при круглосуточной работе заметно. Электронасос мощностью 100 ватт будет при круглосуточной работе потреблять 72 киловатт-часа в месяц, что по текущим российским тарифам обойдется примерно в 250-300 рублей.
  2. Энергозависимость системы. Понятно, что это проблема не конкретного устройства, а проекта в целом. Однако нужно учесть, что если полагаться только на принудительную циркуляцию — обрыв проводов или их кража приготовят вам крайне неприятный сюрприз.

Совет: проблему кратковременных отключений света способна решить установка ИБП для насоса отопления.
Даже бюджетное устройство позволит при потреблении 50-100 ватт продержаться пару часов на аккумуляторе.

Автономная работа может быть более длительной при использовании дополнительных внешних аккумуляторов.

Автономная работа может быть более длительной при использовании дополнительных внешних аккумуляторов.

Классификация

Какие технические характеристики позволяют классифицировать эти устройства по группам?

Тип ротора

Помните в общих чертах устройство электромотора? Ротор, снабженный постоянными магнитами, вращается в непрерывно меняющемся электромагнитном поле обмотки статора. Подшипники обеспечивают минимальный коэффициент трения.

А теперь давайте мысленно отделим ротор от статора тонким стаканом из нержавеющей стали и заполним его водой. Да, частично сталь будет экранировать электромагнитное поле; кроме того, наведенные вихревые токи будут разогревать стакан.

Однако мы получим крайне отказоустойчивую систему, лишенную основной проблемы центробежных насосов — постоянных течей сальника между собственно мотором и крыльчаткой.

Именно так работает так называемый насос для отопления с мокрым ротором:

  • Крыльчатка закреплена непосредственно на роторе;
  • Функцию охлаждения выполняет теплоноситель. То небольшое количество тепла, которое генерируется внутри насоса наведенными токами, служит обогреву дома.
  • Тот же теплоноситель выполняет заодно и функцию смазки подшипников.

Применение современных материалов (включая керамику) делает неисправности этого класса устройств крайне редким явлением.

С мокрым ротором выпускаются, среди прочего, маломощные миниатюрные насосы, питающиеся от 12 вольт.

С мокрым ротором выпускаются, среди прочего, маломощные миниатюрные насосы, питающиеся от 12 вольт.

Однако если необходим большой напор и большая производительность — нужен мощный электромотор, у которого ротор вместо постоянных магнитов использует собственную обмотку. Питание на нее подается контактными щетками с графитовыми сменными контактами. Поместить всю эту конструкцию в проводящую ток жидкость уже не получится.

Типичная мощная насосная станция для отопления представляет собой самый обыкновенный центробежный насос с отдельной улиткой и крыльчаткой в ней. Вал мотора передает вращающий момент на вал крыльчатки; чтобы компенсировать вибрации и возможное осевое смещение, муфта между ними может быть упругой.

Станция монтируется на собственной станине и требует заливки отдельного фундамента.

Совет: простейший способ буквально на коленке сделать сочленение между мотором и улиткой упругим — соединить фланцы на концах валов не болтами, а отрезками армированного резинового ремня.

Собственно, именно такая схема устройства и называется насосом с сухим ротором.

Здесь осевое смещение невозможно в принципе: мотор и улитка выполнены в едином корпусе. Неоднозначное решение: ремонтопригодность хуже, чем у модульной конструкции.

Здесь осевое смещение невозможно в принципе: мотор и улитка выполнены в едином корпусе. Неоднозначное решение: ремонтопригодность хуже, чем у модульной конструкции.

Напор

Как правило, он измеряется в метрах и означает ту высоту водяного столба, которую данный насос для отопительной системы может создать.

Типичное понимание этого параметра менеджерами сводится к тому, что напор должен быть заведомо больше разброса по высоте между нижней и самой высокой точками контура.

Такая точка зрения проста, понятна, логична и… абсолютно неправильна.

Преодолевать сопротивление водяного столба высотой в дом придется лишь в одном случае: если в верхней точке контура есть воздушная пробка, которую насосу предстоит продавить по узкой трубе в самый низ отопительной системы.

Ситуация, прямо скажем, надуманная. Просто потому, что в грамотно спроектированном контуре в его верхней точке обязательной устанавливается воздушник — кран Маевского, вентиль или автоматический воздухоотводчик.

Напору, который создают отопительные насосы, предстоит лишь преодолеть гидравлическое сопротивление контура. Большего от них не требуется. Больше того, создаваемый насосом избыточный напор вреден: в любой точке дросселирования при завышенном перепаде давлений появится шум воды.

Заведомо избыточный напор не принесет ничего, кроме неприятностей.

Заведомо избыточный напор не принесет ничего, кроме неприятностей.

Производительность

Этот параметр, в отличие от предыдущего, прост и понятен самому неграмотному продавцу. Это всего лишь объем воды в кубометрах, который устройство способно перекачать в течение часа.

Что от него зависит? Равномерность распределения температуры теплоносителя по контуру.

Однако завышенная производительность вредна не менее, чем напор:

  • Увеличится расход электроэнергии, причем абсолютно неоправданно.
  • Опять-таки появится шум. Причем не только на дросселях, но и на всей запорной арматуре.
  • Поднимется выше необходимой температура обратки, а значит — упадет эффективность работы котла. Тепловой поток на теплообменнике линейно зависит от дельты температур между продуктами сгорания и теплоносителем.

Управление скоростным режимом

А теперь откроем небольшой секрет. Промахнуться с производительностью и напором не так уж страшно, если схема управления насоса поддерживает изменение скорости крыльчатки. Собственно, абсолютное большинство современных устройств на это способно: односкоростными остались только самые бюджетные модели.

Переключение скоростей может быть ступенчатым, с тремя или четырьмя фиксированными режимами, и бесступенчатым. В последнем случае цена устройства вырастает как минимум вдвое; зато экономия электричества относительно насосов со ступенчатым переключением скоростей может достигать весьма внушительных 80 процентов.

Как легко догадаться по маркировке, этот насос выпущен итальянской фирмой Dab и имеет трехступенчатую регулировку скорости.

Как легко догадаться по маркировке, этот насос выпущен итальянской фирмой Dab и имеет трехступенчатую регулировку скорости.

Подбор по характеристикам

Как выбрать насос в систему отопления?

Понятно, что энергоэффективность класса «А» и бесступенчатая регулировка скорости приветствуется. Понятно и то, что ремонт насоса отопления Wilo немецкого производства или датского Grundfos требуется неизмеримо реже, чем китайского Спрут. А как быть с напором и производительностью?

Напор

Расчет насоса для отопления по напору зависит, прежде всего, от протяженности отопительного контура. Как уже говорилось, насосу предстоит преодолеть гидравлическое сопротивление труб, фитингов и запорной арматуры.

Специалисты из фирмы Wilo предлагают для расчета довольно простую формулу:

H=R*L*ZF.

В ней:

  • H — напор, который мы рассчитываем, в метрах;
  • R — падение напора на погонном метре трубы, которое принято брать равным 0,01 — 0,015 метра напора на погонный метр контура (учитывается длина и подачи, и обратки);
  • ZF — коэффициент поправки на сопротивление фитингов и запорной арматуры. Он берется равным 1,3 для фитингов и современной запорной арматуры; использование дросселя или терморегулятора в основном контуре увеличивает потери напора еще в 1,7 раза.

Давайте попробуем в качестве примера рассчитать напор для двухтрубного отопления, проложенного по контуру дома размером 8х10 метров.

Общая длина периметра дома равна (8*2)+(10*2)=36 метров.

Двухтрубное отопление заставляет умножить длину периметра на 2.

Терморегулятор в основной контур мы ставить не станем.

Итого нам необходим насос с напором 0,015х72х1,3=1,4 метра.

Производительность

Что с расчетом производительности?

Большая часть источников предлагает рассчитывать насос на отопление с использованием сложных формул, завязанных на удельную теплоемкость воды. Однако на практике можно сильно упростить расчет:

Q=N/(T1-T2), где:

  • Q — искомая величина в кубометрах в час;
  • N — тепловая мощность котла в киловаттах;
  • Т1 и Т2 — температуры подачи и обратки.

Приведем пример. Котел мощностью 18 киловатт, у которого на выходе 90 градусов, для температуры обратки в 65 С нуждается в насосе с производительностью 18/(90-65)=0,72 м3/час.

Можно, разумеется, просто подобрать насосы на отопление по таблицам на сайте производителя.

Можно, разумеется, просто подобрать насосы на отопление по таблицам на сайте производителя.

Подключение

Не будем лезть в дебри: конфигурации и подключение мощных насосных станций лучше оставим инженерам. Давайте посмотрим, каким может быть отопление с насосом в  сравнительно небольшом частном доме.

Открытая система

Да-да, в открытой системе отопления насос небольшой производительности прекрасно работает. Нужен ли он там? Скажем так: полезен.

Он может быть использован для ускорения циркуляции в полностью рабочей гравитационной системе отопления. Кроме более равномерного нагрева радиаторов, бонусом мы получим куда более быстрый прогрев дома после растопки котла.

Само устройство контура в этом случае остается вполне типичным:

  • После котла розлив резко поднимается верх, формируя так называемый разгонный коллектор.
  • В его верхней точке монтируется открытый расширительный бак. Он компенсирует изменение объема теплоносителя при нагреве; туда же вытесняется весь воздух. Кроме того, бак может служить для подпитки контура.

Совет: вентиль для заполнения системы при централизованном водоснабжении, разумеется, удобнее поставить внизу.
Однако тогда будет трудно контролировать уровень воды. Лучше сделать отвод водопровода прямо в бак.

  • Далее контур с уклоном в несколько градусов опускается к котлу. По дороге вода отдает тепло врезанным параллельно основному контуру радиаторам.
Принципиальная схема контура с естественной циркуляцией.

Принципиальная схема контура с естественной циркуляцией.

Как и где ставить насос в этом случае?

Перед котлом, на обратке. Более низкая температура воды несколько увеличит ресурс прибора.

Схема подключения должна быть такой, чтобы не препятствовать естественной циркуляции:

  • Основной контур разрывается шаровым вентилем. При работающем насосе байпас перекрывается, чтобы насос не гонял воду по кругу.
  • Врезки насоса выполняются меньшим диаметром до и после вентиля в основном контуре.
  • Врезка снабжается парой отсекающих вентилей; кроме того, перед крыльчаткой ставится грязевик. В системах с небольшим объемом его функцию успешно выполняет обычный фильтр грубой чистки.
Перед нами - идеально выполненная модернизация рабочей гравитационной системы отопления.

Перед нами — идеально выполненная модернизация рабочей гравитационной системы отопления.

В штатном режиме отопление работает с принудительной циркуляцией, но стоит пропасть питанию — и при открытом вентиле на байпасе система начинает работать как обычная гравитационная.

Система с радиаторами и теплым полом

Как спроектировать своими руками рабочую систему с двумя контурами — радиаторами и теплым полом?

Разумеется, удобнее сделать контуры независимыми. Как это реализовать?

Вот инструкция:

  • После котла монтируется гидрострелка с несколькими парами выходов. Она представляет собой, упрощенно говоря, толстую трубу между подачей и обраткой. Отбирая теплоноситель с разных пар патрубков, можно получить разную температуру и перепад.
  • Основной насос поддерживает циркуляцию при постоянной температуре обратки через гидрострелку. Дополнительный забирает воду (или другой теплоноситель) с пары ближних к обратке выводов гидрострелки и обеспечивает циркуляцию внутри теплого пола, поддерживая постоянную температуру в нем. Контур с радиаторами подключается независимо, к другой паре выводов.

В результате радиаторы и теплый пол могут отапливать дом как сообща, так и независимо.

К гидрострелке подключено два независимых контура с разными температурными режимами.

К гидрострелке подключено два независимых контура с разными температурными режимами.

Заключение

Мы весьма поверхностно рассмотрели лишь две схемы подключения из бесчисленного множества возможных. Хотите узнать больше о схемах монтажа циркуляционных насосов? Посмотрите видео в конце статьи. Возможно, нужную информацию вы обнаружите там.

Теплых зим!



Поделиться
Советуем прочитать
Насосы для отопления Grundfos – надежное оборудование от немецкого производителя Водяной насос для отопления – одно из следствий вашего желания провести и зиму за городом Установка насоса в системе отопления: размещение, способ врезки и другие тонкости

Как выполнить монтаж отопления в квартире или частном доме

получите бесплатный пошаговый видео-курс

+ бонусные уроки:

  • Выбор радиатора отопления
  • Где установить радиатор отопления
  • Котел отопления
  • Расчет отопления частного дома
  • Выбор труб для отопления

... и еще несколько сюрпризов:)


Подписывайся на наши новости Вконтакте!




2013, Otoplenie-Gid.ru
Ваш гид по отоплению своими руками
Карта сайта
Реклама на сайте
Связь с администрацией: [email protected]

Please leave this field empty.

Задайте вопрос эксперту

Обязательно приложите ФОТОГРАФИЮ проблемы! Чем яснее проблема - тем проще ответить эксперту









Удалить

Удалить

Удалить

Удалить

Добавить файл

Ответ эксперта придет вам на почту. Обычно время ответа от 30 минут до 2 суток

Top