Что такое циркуляционный насос и для чего он нужен
Циркуляционный насос это такое устройств, которое изменяет скорость движения жидкой среды без изменения давления. В системах отопления ставится для более эффективного обогрева. В системах с принудительной циркуляцией он — обязательный элемент, в гравитационных — можно ставить, если требуется увеличить тепловую мощность. Установка циркуляционного насоса с несколькими скоростями дает возможность менять количество переносимого тепла в зависимости от температуры на улице, поддерживая таким образом стабильную температуру в помещении.
Циркуляционный насос с мокрым ротором в разрезе
Есть два типа подобных агрегатов — с сухим и мокрым ротором. Устройства с сухим ротором имеют высокий КПД (порядка 80%), но сильно шумят, требуют регулярного обслуживания. Агрегаты с мокрым ротором работают почти бесшумно, при нормальном качестве теплоносителя могут качать воду без отказов более 10 лет. Они имеют меньший КПД (порядка 50%), но их характеристик более чем достаточно для отопления любого частного дома.
Грамотный выбор циркуляционного насоса
Излишне мощное насосное оборудование покупать бессмысленно. Кроме того, что работать в полную силу ему не придется, мощный насос будет создавать негативные шумовые помехи. Для оснащения отопительной системы со сложной архитектурой точные расчеты должны делать инженеры-теплотехники. Владельцу загородного дома для подбора насоса достаточно примитивной формулы, так как технические параметры устанавливаемого агрегата все равно должны превышать расчетные значения на 10%.
Способность насоса обеспечивать потребности отопительного контура зависит от диаметра трубопровода, максимальных параметров напора и объема теплоносителя, плотности и температуры воды.
- Расход теплоносителя Q (выражается в л/мин), проходящего через произвольный участок замкнутого контура, рассчитывают по аналогии с расходом жидкости для котла. То есть, просто приравнивают значения расхода и параметры мощности котла (P=Q). Упрощенно: если мощность котла составляет 20 кВт, то через него может пройти 20 л теплоносителя в минуту.
- Батареи с мощностью 10 кВт будут расходовать 10 л/мин воды. Учитывая мощность радиаторов, нужно рассчитать расход воды в каждом из колец отопительной сети.
- Расход теплоносителя в трубах зависит от диаметра трубопровода. Чем они уже, тем больше сопротивление возникает на пути движения воды. При стандартной скорости передвижения по трубам в 1,5 м/сек, в расчетах поможет ниже приложенная таблица.
Таблица для расчета расхода воды в трубопроводе
Мощность насоса прямо пропорциональна длине трубопровода. То есть, 10 метров каждого отрезка отопительной системы потребуют 0,6 м напора от насосного оборудования. Проще: для обеспечения продуктивной работы 100метрового кольца нужен напор насоса 6,0 м.
Для стимуляции движения теплоносителя в системах отопления используют два типа насосных приборов:
- «сухие» насосы, ротор которых не контактирует с теплоносителем;
- «мокрые» насосы, рабочая часть которых погружена в перекачиваемую ими воду.
Оборудование с «сухим», герметично изолированным ротором применяют преимущественно для обустройства многоэтажных зданий, крупных промышленных, торгово-развлекательных центров. Из-за ощутимых шумовых эффектов, связанных с создающимися в процессе работами завихрениями воздуха, сухие насосы не востребованы в сфере обустройства частных строений.
Циркуляционные насосы с «мокрым» ротором
Для модернизации отопления загородных домов применяют в основном «мокрые» насосы в латунных или бронзовых корпусах, внутри которых расположены детали из нержавеющей стали и керамики. Перекачиваемый ими теплоноситель к тому же выполняет функцию смазки, продлевающей «жизнь» техники.
Куда ставить
Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.
Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления
Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве
Остальное неважно
По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре.
Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла.
При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.
Дополнительный насос в системе отопления дома: нужен ли и где ставить
Одним из основных видов оборудования, которое применяется в отопительной системе частного дома, считается циркуляционный насос. Этот прибор позволяет более эффективно транспортировать теплоноситель по системе, что будет способствовать равномерному прогреву помещений. В нашей статье опишем, зачем нужен дополнительный насос в системе отопления дома, ознакомимся со схемой и местом его установки, использованием в системе Тёплый пол.
Нужен ли, и в каких случаях
Многих владельцев загородной недвижимости, а особенно двухэтажных домов, интересует вопрос об установке дополнительного циркуляционного насоса в систему отопления. К такому выводу они приходят после неравномерного прогрева радиаторов в помещениях при условии, что котёл имеет достаточную мощность. Если разница температуры котла и теплоносителя в трубопроводах превышает 20 градусов, то необходимо будет удалить воздушные пробки или поставить имеющейся насос на повышенную скорость.
Установка дополнительного насосного оборудования необходима в следующих случаях:
- При добавлении дополнительного контура в отопительную систему, а особенно, когда длина труб превышает 80 метров;
- Для равномерного перемещения теплоносителя в трубопроводах.
Перед установкой дополнительного насоса отбалансируйте систему отопления при помощи балансировочных клапанов
Дополнительный насос в отопительной системе может и не понадобиться, если она сбалансирована при помощи балансировочно-регулировочных клапанов, поэтому перед покупкой дополнительного оборудования спустите воздух с батарей и долейте воды в систему. Если всё работает нормально, то в установке дополнительного насоса нет смысла.
Где ставить
В автономной отопительной системе частного дома рекомендовано устанавливать циркуляционные насосы с мокрым ротором, которые вращаются без использования специальных смазочных материалов. Охладителем и смазочным элементом здесь выступает теплоноситель. При монтаже подобного прибора необходимо учитывать следующие правила:
- Вал насоса должен находиться в горизонтальном положении по отношению к поверхности пола;
- Движение потока воды в системе должно совпадать с направлением стрелки на приборе;
- Для предотвращения попадания жидкости на клеммы насоса, коробка должна устанавливаться на верхней или боковой части оборудования.
Правильная установка дополнительного насоса в систему отопления дома
По мнению некоторых пользователей, насос лучше устанавливать на обратном трубопроводе. Здесь температура теплоносителя минимальна, что повысит срок эксплуатации прибора, но не все эксперты согласны с этим утверждением. Дело в том, что насос рассчитан на эксплуатацию в среде теплоносителя, температура которого может достигать 110 градусов.
Схема установки
На практике применяются две схемы установки циркуляционного насоса в однотрубной и двухтрубной системе отопления. Перед проведением монтажных работ необходимо внимательно изучить прилагаемую инструкцию. На подготовительной стадии работ сливают воду с системы и очищают трубы от загрязнений методом дополнительной прокачки жидкости. Насос устанавливают по прилагаемой схеме, затем заливают в контур теплоноситель и включают агрегат.
Как мы уже говорили, насос лучше всего устанавливать на обратке при помощи отвода или как его ещё называют, байпаса. Такое приспособление необходимо для перекрытия воды и замены насоса в случае поломки. Диаметр отводной трубы должен быть меньше, чем у центрального трубопровода.
Схема монтажа дополнительного насоса в систему отопления
На каждом из краёв байпаса перед входом и после выхода из насоса устанавливают краны для аварийного перекрытия теплоносителя. На центральной магистрали устанавливают ещё один кран для направления потока жидкости через насос. Перед входом в подкачивающее оборудование закрепляют специальный фильтр, который будет скапливать вредные частицы, находящиеся в воде.
С тёплым полом
Схема установки насоса в системе «Теплый пол»
Во время заполнения системы теплоносителем не всегда есть возможность избавиться от присутствующего здесь воздуха. Скопившиеся газы часто блокируют перемещение жидкости, при этом не каждый из коллекторов может использоваться в качестве спускного клапана. Для решения подобной проблемы в циркуляционном насосе есть специальный выпускной вентиль, выполненный в виде диска.
Для спускания скопившихся газов нужно провернуть эту деталь отвёрткой против движения часовой стрелки. После подачи воды со щели, диск закручивают и опять запускают насос. Подобную процедуру повторяют несколько раз подряд.
Функционирование устройства
Несмотря на большое количество информации, многим трудно понять, куда и как правильно установить циркуляционный насос для обеспечения принудительной циркуляции воды в системе отопления дома.
Нужно следовать инструкции. Часто этот блок расположен на обратном трубопроводе, что приводит к следующим ситуациям:
- Температура жидкости в поставках значительно выше, поэтому насос не работает.
- Плотность горячей воды меньше.
- Статическое давление в трубопроводе выше, что облегчает функционирование прибора.
Иногда, попадая в помещение, где установлен котёл, обеспечивающий отопление в квартире, можно увидеть, что система основана на возврате.
Можно сказать, что это единственно правильное решение, даже если не знать о центробежном приборе, который может стоять в выходной трубе.
В чрезвычайной ситуации и в результате увеличения давления срабатывает предохранительный клапан, который выпускает пар из котла. Если действие не завершено, клапан обеспечивает сброс давления, и в результате происходит взрыв корпуса котла.
То есть, если установить обратный клапан, взрыв предотвратить не получится, но задержать его, чтобы выиграть время для принятия решения, можно.
Какие бывают схемы установки в различных отопительных системах
Первым делом необходимо разобраться, куда ставить насос в системе отопления: благодаря ему вода будет проходить через котел и принудительно направляться внутрь нагревательных батарей. Желательно для этого выбирать то место, где обслуживать аппарат будет удобнее всего. На подающем патрубке его монтируют сразу за группой безопасности и отсекающей арматуры.
Схема установки циркуляционного насоса на обратке предполагает размещение насоса сразу после котла. Желательно использовать комбинацию с грязевым фильтром: это позволит отказаться от приобретения и монтажа дополнительных вентилей. Подобные варианты, как подключить насос отопления, могут успешно применяться как в закрытых, так и открытых контурах. Это справедливо также для коллекторных систем, в которых для перемещения теплоносителя к радиаторам используются автономные подводки: они коммутируются на гребенку-распределитель.
Отдельного внимания заслуживает отопительная система открытого типа, рассчитанная на работу в двух режимах – принудительном и самотечном. Такая универсальность очень удобна в тех случаях, когда электричество подается с перебоями, а установка блока бесперебойного питания или генератора невозможна по тем или иным причинам. В такой ситуации схема подключения насоса отопления частного дома подразумевает размещение аппарата и отсекающей арматуры на байпасе.
Специализированными магазинами предлагаются уже собранные байпасные узлы с насосом, в которых кран на протоке заменен обратным клапаном. Такой подход, где установить насос в системе отопления, не является правильным из-за создаваемого обратным клапаном пружинного типа сопротивление в районе 0.08—0.1 Бар. Для системы отопления с естественной циркуляцией это слишком много. Пружинный клапан заменить лепестковым, который монтируется исключительно в горизонтальном положении.
Как выбрать водяной насос для отопления дома
Насос для отопления в частном доме выбирается по нескольким основным параметрам:
- Производительность и напор;
- Тип ротора;
- Потребляемая мощность;
- Тип управления;
- Температура теплоносителя.
Давайте посмотрим, как выбирают водяные насосы для отопления частного дома.
Производительность и напор
Правильно сделанные расчеты помогут вам подобрать агрегат, наиболее полно удовлетворяющий вашим запросам, а значит поможет сберечь семейный бюджет.
Под производительностью водяного электронасоса подразумевается его способность перемещать определенное количество воды в минуту. Для расчета используется следующая формула – G=W/(∆t*C). Здесь С – это тепловая емкость теплоносителя, выраженный в Вт*ч/(кг*°С), ∆t – это разница температур в обратной и подающей трубах, W – требуемая тепловая мощность для вашего дома.
Рекомендованная разница температур при использовании радиаторов составляет 20 градусов. Так как в качестве теплоносителя обычно используется вода, то ее теплоемкость составляет 1,16 Вт*ч/(кг*°С). Тепловая мощность рассчитывается для каждого домовладения индивидуально и выражается в киловаттах. Подставьте эти значения в формулу и получите результаты.
Напор вычисляется в соответствии с потерями давления в системе и выражается в метрах. Потери считаются следующим образом – считаются потери в трубах (150 Па/м), а также в других элементах (котел, фильтры очистки воды, радиаторы). Все это складывается и умножается на коэффициент 1,3 (обеспечивает небольшой запас в размере 30% на потери в фитингах, изгибах и т. д.). В одном метре 9807 Па, следовательно, делим полученное суммированием значение на 9807 и получаем необходимый напор.
Тип ротора
В домашнем отоплении используются водяные помпы с мокрым ротором. Они отличаются простой конструкцией, минимальным уровнем шума и отсутствием необходимости в проведении технического обслуживания. Также для них характерны небольшие габариты. Смазывание и охлаждение в них осуществляется с помощью теплоносителя.
Что касается водяных насосов сухого типа, то в домашнем отоплении они не применяются. Они громоздкие, отличаются высоким уровнем шума, требуют охлаждения и периодической смазки. Также они нуждаются в периодической замене уплотнителей. А вот пропускная способность у них большая – по этой причине они применяются в системах отопления многоэтажных домов и крупных промышленных, административных и хозяйственных зданиях.
Потребляемая мощность
Наименьшей потребляемой мощностью обладают самые современные водяные насосы с классом энергопотребления «А». Их недостатком является дороговизна, но лучше один раз вложиться, чтобы получить разумную экономию электроэнергию. Кроме того, дорогие электронасосы обладают меньшим уровнем шума и продолжительным сроком службы.
Тип управления
Через специальное приложение вы сможете получить информацию о работе приборе где бы вы не находились.
Обычно регулировка скорости вращения, производительности и напора выполняется трехпозиционным выключателем. Более продвинутые помпы наделяются электронными системами управления. Они контролируют параметры отопительных систем и позволяют экономить электроэнергию. Самые продвинутые модели управляются в беспроводном режиме, прямо со смартфона.
Температура теплоносителя
Водяные насосы для отопления частного дома отличаются по диапазону рабочих температур. Отдельные модели выдерживают нагревание до +130-140 градусов, именно таким и следует отдать предпочтение – они справятся с любыми тепловыми нагрузками.
Как показывает практика, эксплуатация на предельной температуре возможна разве что самое непродолжительное время, поэтому наличие солидного запаса станет плюсом.
Прочие характеристики
При выборе водяного насоса для отопления необходимо обратить внимание на максимальное рабочее давление для выбранной модели, монтажную длину (130 или 180 мм), тип соединения (фланцевое или муфтовое), наличие автоматического отводчика воздуха. Также обращайте внимание на бренд – ни в коем случае не покупайте дешевые модели от малоизвестных разработчиков
Водяной насос – это не та деталь, на которой следует экономить.
Выбор оборудования
Важным параметром при покупке водяного насоса является его мощность. Неудачный подбор приведет к перерасходу электроэнергии и сильным шумовым помехам во время работы. Сложная архитектура отопительной системы также потребует вмешательства инженера-теплотехника.
Для расчета необходимой мощности владелец частного дома может воспользоваться схемой, представленной ниже. Технические параметры монтируемых аппаратов должны превышать расчетные показатели на 10-15%.
Поиск мощности
Потребности в отоплении, обеспечиваемые насосом, зависят от сечения проводящей трубы. На них сильно влияет максимальный показатель напора, объем теплоносителя, его температура и плотность.
Количество рабочей жидкости, проходящей сквозь случайный участок водяного контура, рассчитывается аналогично объемам воды, которые использовал котел. Значения расхода приравниваются к параметрам мощности.
Расчетная формула
Подобный принцип применим и к радиаторам. При выборе места, в котором будет проведен монтаж циркуляционного насоса, нужно учесть расход жидкости каждым кольцом отопительной сети. На данный показатель также повлияет сечение трубопровода и его длина.
Каждый десятиметровый отрезок отопительной системы потребует 0,6 м напора от рабочего насоса. Для коммуникаций стометровой длины, установленных в частном доме, понадобится аппарат с напором в 6 м.
Виды насосных агрегатов
Стимуляция движения жидкости в трубах предполагает применение одного из двух качественно разных способов. В систему можно ставить агрегат «сухого» типа, ротор которого не будет контактировать с водой внутри контура. Схема подключения «мокрого» насоса, напротив, требует погружения его рабочей части в жидкий теплоноситель.
Герметично изолированные маховики аппаратов первого вида применяются при обустройстве высотных домов или крупных торговых центров. Завихрения воздуха, сопровождающие их вращение, вызывают сильный шум и делают их неудобными для монтажа в частных зданиях.
Корпуса «мокрых» насосов выполнены из латуни или бронзы, а внутри них размещены керамические или стальные детали. Текущая сквозь них вода выполняет функцию смазки и продлевает срок функционирования.
Куда ставить насос на подачу или в обратку
Невзирая на обилие информации в интернете, пользователю довольно сложно понять, как правильно установить насос на отопление, чтобы обеспечить принудительную циркуляцию воды в системе собственного дома. Причина – противоречивость этой информации, вызывающая постоянные споры на тематических форумах. Большая часть так называемых спецов утверждает, что агрегат ставится только на обратный трубопровод, приводя такие умозаключения:
- температура теплоносителя на подаче гораздо выше, чем в обратке, поэтому насос прослужит недолго;
- плотность горячей воды в подающей магистрали меньше, поэтому ее труднее перекачивать;
- статическое давление в обратном трубопроводе выше, что облегчает работу насоса.
Интересный факт. Иногда человек случайно попадает в котельную, обеспечивающую центральное отопление квартир, и видит тамошние агрегаты, врезанные в обратку. После этого он считает подобное решение единственно верным, хотя не знает, что в других котельных центробежные насосы могут стоять и на подающей трубе.
Отвечаем на приведенные утверждения по пунктам:
- Бытовые циркуляционные насосы рассчитаны на максимальную температуру теплоносителя 110 °С. В домашней отопительной сети она редко поднимается выше 70 градусов, да и котел не нагреет воду больше, чем 90 °С.
- Плотность воды при 50 градусах составляет 988 кг/м³, а при 70 °С – 977.8 кг/м³. Для агрегата, развивающего давление 4—6 м водного столба и способного перекачивать около тонны теплоносителя за 1 час, разница в плотности перемещаемой среды 10 кг/м³ (объем десятилитровой канистры) просто ничтожна.
- На практике столь же несущественна разность статических давлений теплоносителя в подающей и обратной магистрали.
Отсюда простой вывод: циркуляционные насосы для отопления допускается врезать как в обратный, так и в подающий трубопровод системы отопления частного дома. Данный фактор никак не повлияет на работоспособность агрегата или эффективность обогрева здания.
Котельная, сделанная нашим экспертом Владимиром Сухоруковым. Удобный доступ есть ко всему оборудованию, в том числе и к насосам.
Исключение – дешевые твердотопливные котлы прямого горения, не оборудованные автоматикой. При перегреве теплоноситель в них закипает, поскольку горящие дрова нельзя потушить в один момент. Если циркуляционный насос установлен на подаче, то образующийся пар вперемешку с водой поступает внутрь корпуса с крыльчаткой. Дальнейший процесс выглядит так:
- Рабочее колесо перекачивающего устройства не предназначено для перемещения газов. Поэтому производительность аппарата резко снижается, а скорость течения теплоносителя падает.
- В котловой бак поступает меньше охлаждающей его воды, отчего перегрев возрастает, а пара образуется еще больше.
- Увеличение количества пара и его попадание в крыльчатку приводит к полной остановке движения теплоносителя в системе. Возникает аварийная ситуация и в результате роста давления срабатывает предохранительный клапан, выбрасывающий пар прямо в помещение котельной.
- Если меры по тушению дров не предпринимаются, то клапан не справляется со сбросом давления и происходит взрыв с разрушением оболочки котла.
Для справки. В дешевых теплогенераторах, выполненных из тонкого металла, порог срабатывания предохранительного клапана составляет 2 Бар. В более качественных ТТ-котлах этот порог предусматривается на уровне 3 Бар.
Практика показывает, что от начала процесса перегрева до срабатывания клапана проходит не более 5 минут. Если установить циркуляционный насос на обратной трубе, то пар в него не попадет и промежуток времени до аварии возрастет до 20 мин. То есть, монтаж агрегата на обратку не предотвратит взрыв, но отсрочит его, что даст больше времени на устранение проблемы. Отсюда рекомендация: насосы для котлов, работающих на дровах и угле, лучше ставить на обратном трубопроводе.
Для хорошо автоматизированных пеллетных отопителей место установки значения не имеет. Больше информации по теме вы узнаете из видео нашего эксперта:
Определение мощности
При выборе насоса нужно учитывать такие факторы, как:
- мощность отопительных радиаторов;
- скорость движения теплоносителя;
- общая длина трубопровода;
- проходное сечение трубопроводов;
- мощность котла.
Расчеты
Чтобы точнее определить мощность насоса, можно воспользоваться правилом производителей, которые «привязали» 1 кВт мощности к 1 литру прокачиваемой воды. Так, насос мощностью 25 кВт может обеспечить циркуляцию максимум 25 литров теплоносителя.
Иногда применяется упрощенная схема выбора, основанная на площади отапливаемого помещения:
- для отопления постройки площадью до 250 м2 покупают насос мощностью 3,5 кубометра воды в час и силой напора 0,4 атмосферы;
- от 250 до 350 м2 – мощностью 4,5 кубометра в час и силой напора 0,6 атмосфер;
- от 350 м2 – мощностью 11 кубометров в час и силой напора 0,8 атмосфер.
Европейская методика расчета
При выборе оборудования можно пользоваться еще одной методикой – типовыми проектами обустройства жилья, разработанными в Европейском Союзе. Так, на 1 м2 пространства должна приходиться мощность насоса 97 Ватт при условии, что температура воздуха на улице составляет 25С° (минус), или 101 Ватт – если температура опускается до 30С° (минус).
Эта норма действует для построек высотой от трех этажей и больше. При обустройстве частного дома высотой до двух этажей мощность насоса на 1 м2 площади должна составлять 173 Ватта при уличной температуре до 25С° мороза и 177 Ватт – ниже 25С°.
