Как выбрать и установить циркуляционные насосы для отопления частных домов

Функции, разновидности и принцип действия циркуляционных насосов

Для чего нужен циркуляционный насос (помпа)? Согласно принципу действия систем с принудительным циркуляцией, движение нагретой жидкости происходит благодаря избыточному давлению, создаваемому насосным оборудованием.

Соответственно, на помпу возлагается решение двух задач:

1. Обеспечение высокой скорости движения теплоносителя;
2. Создание избыточного давления, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления, возникающего в элементах системы.

Первая является основной с точки зрения эффективности и экономичности отопления. Действительно, при высокой скорости движения теплоносителя разница его температур в подающем и обратном трубопроводах уменьшается – жидкость просто не успевает остывать. В результате:

• Даже при значительной длине магистралей обеспечивается равномерное распределение тепла в обслуживаемых помещениях;
• Для подогрева жидкости требуется меньший расход энергоресурсов (по сравнению с гравитационными системами экономия может составлять до 20-30 %);
• Источники тепла (котлы, нагреватели других типов) работают в щадящем режиме;
• Появляется возможность создания закрытых (герметичных) систем, в которых может быть использован теплоноситель с высокими показателями теплоемкости (например, антифриз, смесь или водный раствор гликолей и др.).

Владельцу такой системы ее проектирование, монтаж и эксплуатация обходятся значительно дешевле.

Устройство циркуляционного насоса для отопления включает несколько основных узлов и деталей:

• Рабочее колесо (крыльчатку), обеспечивающее перекачивание жидкости;
• Электродвигатель для привода рабочего колеса;
• Перекачивающей камеры с впускным и выпускным (подающим и напорным) патрубками, которые присоединяются к трубопроводам;
• Корпуса;
• Клеммной коробки для электрических подключений и установки регулирующих органов (в случае модификации устройства с регулировкой скорости).

Как это работает:

1. В перекачивающую камеру через впускной патрубок поступает теплоноситель.
2. Здесь он захватывается крыльчаткой, приводящейся во вращение электродвигателем.
3. При повышенном давлении отправляется в выпускной патрубок, присоединенный (как и впускной) к магистрали отопительной системы.

Производители предлагают множество различных конструкций насосного оборудования. Большинство из них модно отнести к одному из двух классов:

• Устройства с «мокрым» ротором;
• Помпы с «сухим» ротором.

В первом крыльчатка, как правило, выполняется в едином блоке с ротором электродвигателя. В результате ротор оказывается погружен в перекачиваемую жидкость.

Основной особенностью конструкции второго типа является ротор, изолированный от крыльчатки и теплоносителя за счет торцевого уплотнения.

В варианте с «мокрым» ротором жидкость выполняет одновременно функции смазки и теплоотвода.

Каждое из решений имеет собственные достоинства и недостатки. В варианте с «мокрым» ротором жидкость выполняет одновременно функции смазки и теплоотвода. Это позволило получить компактные конструкции с минимальным уровнем рабочего шума. Именно такие насосы получили широкое распространение для бытовых приложений – ГВС и автономного отопления.

Вариант с «сухим» ротором отличается более высокими значениями КПД и максимальной мощности, что определило использование такого оборудования в системах, требующих высокой производительности, например, мини-котельных, осуществляющих теплоснабжение многоквартирных домов.

Основные требования для установки

Для установки циркуляционного насоса и его дальнейшего максимально эффективного использования следует учитывать несколько важных правил:

• расширительный бачок устанавливается на 1 метр выше самой высокой точки отопительной системы;
• все радиаторы должны быть снабжены воздухоотводной системой (с использованием крана Маевского либо автоматической);
• во всех помещениях должен быть байпас для обхода системы в случае критической ситуации, такой как, например, внезапное отключение электроэнергии. Оптимальным вариантом будет установка бесперебойника, исключающего или минимизирующего такие сбои.

Помимо этого, при самостоятельной установке следует научиться проводить точные расчеты, учитывая следующие нюансы:

• насос перекачивает примерно 1 л жидкости из расчета 1 кВт мощности;
• 10-метровая длина контура затрачивает 0,6 м мощности водонапора, соответственно, на 100 м требуется прибор с показаниями 60;
• средняя скорость движения теплоносителя составляет примерно 1,5–2 м/с.

При выполнении расчетов не забывайте о диаметре труб, руководствуясь принципом: чем тоньше диаметр, тем выше мощность помпы.

Расчеты и подбор модели

Решая, какой циркуляционный насос выбрать для отопления, определите необходимое количество тепла для вашей жилой площади. Европейские стандарты требуют 100 Вт на м2, для зданий с улучшенной изоляцией этот показатель может быть снижен до 30-50 Вт/м2. Далее подача рассчитывается по формуле:

П = Q / (1,16 х ΔT) (кг/ч), где:

• ΔT – разница между температурой обратного и подающего трубопровода (для обычных двухтрубных систем принимается 20 °С; для теплого пола – в районе 5.
• 1,16 – величина удельной термоемкости для воды, размерность Вт*ч/кг* °C.

Насос должен обеспечивать давление в сети, достаточное для полноценной циркуляции. Для его расчета нужно выбрать самый удаленный от циркуляционного насоса радиатор отопления в доме. Для проектирования теплосети бытового обогрева специалистами компании Wilo предложена простая формула:

J = R х L х k, где:

• k – коэффициент, отвечающий за повышенную нагрузку;
• L – длина участка (м);
• R – гидросопротивление на прямом участке трубы (Па/м).

Принимается, что в конструкциях отопления без сложной водопроводной арматуры k = 1,3; с вентилем, регулирующим температуру k = 2,2; с установленными обоими устройствами k = 2,6. Необходимые для расчета величины приводятся в инструкции к циркуляционному насосу или в справочной литературе. По вычисленным показателям подачи и напора можно выстроить напорно-расходный график работы и в каталоге понравившегося производителя подобрать максимально подходящую модель.

Не покупайте насос, превосходящий ваши потребности. Он будет функционировать на холостых оборотах, зря расходовать электричество, а стоимость агрегата увеличивается пропорционально его мощности. Так, цена циркуляционного насоса Wilo Star-RS25/4-130 от 5,5 до 15,5 Вт, которого достаточно для отопления дачного дома, составляет около 7 000 рублей. А Wilo-TOP-S 25/7 на 90 Вт, подходящий для двухэтажного коттеджа, стоит уже в два раза дороже.

Цифровая маркировка под названием указывает на два параметра: присоединительные размеры и высоту подъема напорного столба. Так, Grundfos ALPHA2 25-40 имеет в комплекте накидные гайки диаметром 25 мм (1 дюйм), а высота водяного столба для него составляет 40 метров или 0,4 атмосферы. На корпусе каждого современного агрегата есть табличка потребления тока при различном положении включения. Применяемые для систем отопления циркуляционные насосы имеют три режима работы. Реле механического управления расположено на клеммной коробке.

Сравним популярные марки циркуляционных поверхностных насосов для чистой воды:

Не экономьте на стоимости циркуляционного насоса для системы отопления, покупая его в сомнительных точках. Там всегда есть риск купить подделку или заведомо некачественный товар без лицензии. Фирмы-производители регулярно проводят акции в своих магазинах, где вы получите скидки и подарки.

Установка в доме

Разобрав вкратце, что такое циркуляционный насос, как его подобрать, и определившись с моделью, приступайте непосредственно к установке его в систему отопления. Новейшие разработки не требуют каких-то отдельных приспособлений. В старых пособиях акцент делается на недопустимость вертикального расположения. Однако производители современного оборудования указывают на возможность любого удобного положения насоса.

При выборе точки подключения учитывайте, что он должен быть доступным для обслуживания. Устанавливается как на подающей трубе, идущей от котла, так и на обратной. Схема монтажа циркуляционного насоса включает в себя два шаровых крана, необходимых для обслуживания и демонтажа устройства. Их располагают с двух сторон от агрегата. Система оснащается фильтром для защиты от засора накипью и другими частицами.

Сверху байпаса монтируется ручной или автоматический клапан для спуска воздушных пробок. Все соединения обрабатываются герметиком для предупреждения протечек. Внимательно соблюдайте последовательность креплений в цепочке отопления. Теплоноситель нужно слить, саму конструкцию прочистить при необходимости. Циркуляционный насос врезают при помощи комплектующих гаек согласно плану. Закрепленную систему отопления тестируют с водой. Если подключение выполнено верно, ее можно запускать.

Виды насосов

Как выбрать и установить экран для проектора

При покупке циркуляционного насоса важно знать, что данные системы бывают трех видов. Основным различием является энергоисточники — воздушные, грунтовые или жидкие (вода)

Система, работающая от грунтовой энергии, эффективна, но больше подходит для частных домов. Температура почвы не подвергается резким скачкам, и поэтому такой метод считается стабильным.

Воздушные насосы часто используются в России, реализация данного способа отопления не составит особого труда.

Система с водным источником энергии сегодня является наиболее эффективной и популярной — источником тепла может служить система водоснабжения или даже водоем.

Грунтовой энергоисточник — это проверенный и надежный способ, при наличии небольшого земельного участка энергия грунта используется для обогрева. Стабильность метода заключается в сохранении практически неизменной температуры почвы в течение многих лет.

Выбор

Перед началом установки необходимо определиться с тем, что именно устанавливать. Количество циркуляционных насосов на рынке весьма велико, что делает выбор подходящего устройства затруднительным. Однако не следует из-за этого отчаиваться. Стоит лишь более внимательно изучить технические характеристики устройств и провести расчеты.

Для полноценной работы системы отопления не требуется устанавливать чрезвычайно дорогой и мощный агрегат. Можно обойтись маленьким устройством.

«Сухой» теплоноситель для отопления

Установка такого устройства вызовет излишний шум и громоздкость системы. К тому же необходимость установки такого насоса в доме отсутствует.

Перед установкой нужно сделать все необходимые расчеты, чтобы в дальнейшем не было трудностей и недочетов.

Для выполнения расчетов нужно знать: исходную мощность котла и количество общего расхода теплоносителя.

Также не менее важно будет просчитать, сколько жидкости требуется для благополучной работы радиатора и каждого витка отопительной системы. Для этих целей и создается схема

Следует помнить то, что от длины трубопровода зависит мощность и скорость работы отопительной системы.

Как правильно поставить насос на отопление

• Монтаж закрытой системы отопления дома с использованием циркуляционных насосов осуществляется с обязательным подключением резервного электропитания. Минимальное время автономного электроснабжения не менее 4-6 часов.
• Одно- и двухтрубная система отопления с циркуляционным насосом требует установки байпаса. При отключении электричества, принудительное движение жидкости в системе заменяется естественным. Системы с комбинированной циркуляцией теплоносителя, это хорошее решение при частых отключениях электроснабжения здания.
• Включать прибор на холостом ходу, в системе, незаполненной теплоносителем, запрещается. Чтобы проверить работоспособность электронасоса в системе отопления, водяной контур предварительно заполняют жидкостью. После включают насос. Если станция подобрана правильно, поверхность радиаторов будет нагреваться равномерно, независимо от их отдаленности от нагревательного прибора.
• Оптимальный диаметр труб указан в технической документации. Сужение сечения водяного контура уменьшает производительность насоса.
• Подключение к электросети выполняется посредством специальных клеммных соединений. Необходимость в подключении стабилизатора отсутствует. Одновременно монтируют автономное электроснабжение циркуляционного насоса. Читайте рекомендации, относительно выбора ИБП.
• Модели с мокрым ротором монтируются исключительно в вертикальном положении.
• Перед насосом устанавливают фильтр грубой очистки.
• Для проведения ремонтных работ, место установки насоса в систему делают доступным.

Если длина водяного контура превышает указанную производительность, систему отопления делают с двумя циркуляционными насосами. Дополнительную станцию устанавливают на подаче теплоносителя, приблизительно посередине водяного контура.

Где поставить насос на отопление

1. Тип системы отопления.
2. Количество контуров.

Способы установки насосов определяются индивидуально, в зависимости от выбранной системы отопления и других факторов.

Какую скорость циркуляционного насоса выбрать

• Каждый насос имеет шумоизоляцию. Во время работы, сам модуль издает небольшой шум, сравнимый с тихим гудением. Но, при переключении на большую скорость, завихрения водяных потоков, при прохождении через водяной контур, создают неприятные звуки. Рекомендуемая скорость 1-2 положение переключателя.Третий скоростной режим используется кратковременно, чтобы продавить воздушные пробки при заполнении теплоносителем системы отопления.
• Равномерный обогрев. Добавить скорость требуется в тех случаях, когда перепад температуры нагрева радиаторов, установленных в начале и конце водяного контура больше 1-2°С.

Насосы, с установленным электронным управлением, автоматически выбирают скорость теплоносителя, ориентируясь на температуру подачи и обратки, а также интенсивность прогрева помещения. Для выбора оптимального рабочего режима, требуется просто нажать клавишу пуск.

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Для каждой системы отопления модель выбирается индивидуально, исходя из конкретных задач и характеристик системы

Каждое устройство также имеет список характеристик, на которое обязательно нужно обращать внимание

При выборе важно:

• Определиться с мощностью — найти модели, которые справятся с поставленными задачами и отопительной системой в конкретном доме.
• Выбрать среди них один насос по остальным характеристикам, эффективности, надежности, цене и т.п.

На какие технические характеристики необходимо обращать внимание?

1. При выборе модели для отопления загородного дома нужно обязательно рассчитывать производительность. Для максимальной простоты и удобства расчета производительность насоса приравнивается к производительности отопительного котла. К примеру, если котел имеет мощность 30 кВт, то под него следует подбирать устройство с пропускаемостью 30 литров в минуту.
2. Лучше всего выбирать модели, в которых можно изменять скорость движения теплоносителя в системе. Чем быстрее будет двигаться жидкость по трубам, тем теплее будет в доме. Наличие регулировок позволяет дополнительно настраивать температуру, не прибегая к настройкам котла. Но даже если модель позволяет гибко настраивать скорость, данный показатель не стоит поднимать выше 1,6 метра в секунду. Помимо высокой нагрузки и на мотор, и на трубы, на такой скорости появляется достаточно громкий шум.
3. Еще один важный показатель — напор, отвечающий за максимальную высоту подъема теплоносителя в трубах. Легче всего считать так: для того, чтобы поднять теплоноситель на каждые 10 метров, напор насоса должен составлять 0,6 метра. Или еще легче: всю длину отопительной системы поделить на 10 и умножить на 0,6 м/с. К примеру, если суммарная длина всей отопительной системы равняется 80 метрам, напор в технических характеристиках не должен быть менее 0,6 м * 8 = 4,2 м.
4. Последний важный показатель, который необходимо учитывать при сравнивании технических характеристик — электрическая мощность модели. Необходимая мощность напрямую зависит от диаметра отопительных труб. Трубы с минимальным диаметром сечения имеют максимальное гидравлическое сопротивление. Следовательно, при наличии тонких труб следует рассчитать увеличенную мощность насоса.

Если ориентироваться на эти характеристики, то для любого частного дома не составит труда подобрать циркуляционный насос. В расчетах все цифры средние по статистике, поэтому если конкретный дом сильно отличается по каким-то показателям от среднего, соответствующие поправки нужно будет внести и в расчет.

3 О выборе оборудования и правилах его самостоятельного расчета

Ключевым показателем, определяющим эффективность работы циркуляционного насоса, является его мощность. Для бытовой системы отопления не нужно пытаться приобрести самую высокомощную установку. Она будет лишь сильно гудеть и впустую расходовать электричество.

Монтированный циркуляционный насос

Вам нужно грамотно рассчитать мощность агрегата на основании таких данных:

• показатель напора горячей воды;
• сечение труб;
• производительность и пропускная способность нагревательного котла;
• температура теплоносителя.

Расход горячей воды определяется просто. Он равняется показателю мощности отопительного агрегата. Если у вас, например, стоит газовый котел на 20 кВт, воды за час будет расходоваться не более 20 л. Напор циркуляционного агрегата для системы отопления на каждые 10 м труб составляет около 50 см. Чем длиннее трубопровод, тем более мощный насос нужно приобретать

Здесь сразу стоит обращать внимание и на толщину трубных изделий. Сопротивление перемещению воды в системе будет более сильным, если вы монтируете малые по сечению трубы

В трубопроводах диаметром полдюйма расход теплоносителя составляет 5,7 л за минуту при общепринятой (1,5 м/с) скорости перемещения воды, диаметром 1 дюйм – 30 л. А вот для труб сечением 2 дюйма расход будет уже на уровне 170 л. Всегда подбирайте диаметр труб таким образом, чтобы вам не пришлось переплачивать лишних денег за энергоресурсы.

Расход непосредственно насоса определяется следующим соотношением: N/t2-t1. Под t1 в этой формуле понимают температуру воды в оборотных трубах (обычно она равняется 65–70 °С), под t2 – температуру, которую обеспечивает агрегат отопления (не менее 90°). А литерой N обозначается мощность котла (это значение имеется в паспорте оборудования). Напор насоса устанавливается по принятым в нашей стране и Европе стандартам. Считается, что 1 кВт мощности циркуляционного агрегата вполне достаточно для качественного обогрева 1 квадрата площади частного жилища.

Монтаж циркуляционного насоса

Перед началом монтажа насоса своими руками рекомендуется внимательно изучить инструкцию по эксплуатации. Подбор места установки должен осуществляться с расчетом, что периодически агрегат будет требовать обслуживания, и к нему нужен будет подход.
Вначале, сливается весь объем теплоносителя из системы. При наличии загрязнения трубопровода следует его очистить. Монтаж агрегата производится согласно прилагаемой схеме. После того как насос установлен и протянуты все соединения, следует заполнить систему теплоносителем и удалить из нее воздух. Перед заполнением обязательно проведение опрессовки. Если выполнять ее самостоятельно, понадобится ручной пресс.

Очень важный момент – подбор места расположения. Существуют рекомендации — устанавливать насосы на обратном трубопроводе до котла. Объясняются эти рекомендации тем, что при установке насоса на подаче, внутри котлов может образоваться вакуум. Воздух, так или иначе, образующийся в верхней части котла, будет высасываться агрегатом, что со временем может привести к нежелательным последствиям.

Если насос располагается до котлов, то теплоноситель будет вталкиваться внутрь котла, и причин для возникновения неисправности не будет. Кроме этого, агрегат, установленный на обратном трубопроводе, не будет подвергаться высоким температурам, что положительно скажется на его эксплуатации.

устройство циркуляционного насоса

При монтаже обвязки циркуляционного насоса, следует предусмотреть обвод. При неисправности прибора, или в случае перебоев с электроснабжением, обвод не позволит прерваться циркуляции. Труба для обвода должна обладать меньшим, по отношению к системе, диаметром. На обводе необходимо смонтировать воздушный клапан.

Очень важный момент – это горизонтальное расположение агрегата. В случаях, когда горизонталь нарушена, насос может стать менее производительным или совсем выйти из строя. Не стоит забывать, что в каждой отопительной системе должны быть предусмотрены фильтры, для защиты насоса от мелких частиц.
Для выявления недочетов, которые могли быть допущены при монтаже, необходимо применение опрессовки системы, то есть проверка ее герметичности.

Так происходит опрессовка системы отопления

Для этого в систему отопления под давлением загоняется вода или воздух, с помощью специального насоса. И если отсутствие герметичности проявит себя, необходимо определить конкретное место протечки.

Последовательность опрессовки следующая. Сначала необходимо удалить теплоноситель из системы. Для проверки, чтобы избежать разрыва трубопровода и поломки других элементов системы отопления, потребуется контроль давления. Система заполняется водой и включается специальный пресс.

По показаниям манометра контролируются параметры системы, и если после тридцати минут давление не уменьшилось, можно считать, что система герметична. Если же манометр указывает на утечку, необходимо ее найти и устранить. После этого процесс должен быть повторен. Насос для опрессовки систем обогрева может быть ручной или электрический. Следует отметить, что процесс опрессовки довольно сложен. Проведение таких мероприятий своими руками нежелательно, лучше всего обратиться к профессионалам. Для тех, кто обладает некоторым опытом в этом деле или просто уверен в своих силах, можно привести некоторые рекомендации по выбору опрессовочных насосов.

Как отмечалось выше, насосы для определения герметичности бывают двух типов: электрический и ручной. И выбор одного из них зависит от объема системы отопления и периодичности выполнения этих работ.
Преимущества, которыми обладает ручной насос для опрессовки, заключаются в простой конструкции, а также в том, что цена на них довольно демократична. Однако, процесс опрессовки будет долгим, что неприемлемо для работ на крупных объектах.

опрессовка крупной системы отопления

Следовательно, производя подбор агрегата для опрессовки необходимо руководствоваться протяженностью трубопровода. Для проверки системы частного дома будет достаточно использовать ручной насос, способный прогнать через себя 3 л/мин.

Почему нужен насос для отопления в частном доме

Традиционная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя – малоэффективна, потому как жидкости приходится постоянно преодолевать сопротивление, что замедляет ее оборачиваемость. Поэтому в котел теплоноситель возвращается уже охлажденным, что требует дополнительных затрат энергоносителей для ее подогрева до нужной температуры.

Реконструкция с использованием труб меньшего диаметра способна лишь частично решить проблему, к тому же расходы в этом случае несравнимо выше, чем стоимость циркулярного насоса, который применяется для принудительного нагнетания в трубопровод системы теплоносителя, обеспечивая ему одинаковую скорость движения на всех участках.

Принцип действия помпы в системе достаточно прост и основан на законах термодинамики: на входе теплоноситель принудительно всасывается в систему, а на выходе, за счет создаваемой крыльчатками циркулярного насоса центробежной силы, выталкивается.

Автономные системы отопления частных домов, как правило, изначально проектируются с учетом эксплуатации насоса, но если модернизировать старую, то ее эффективность возрастет на 25-35%. при этом существенно сократится потребление энергоносителей.

Достигается это за счет ускоренной оборачиваемости теплоносителя в системе, который совершив полный цикл, возвращается в котел, не растратив всю свою тепловую энергию. Поэтому и усилий для его подогрева требуется меньше, а значит – происходит экономия энергоносителя.

Организация системы с принудительной циркуляцией теплоносителя обязательно предполагает, что будет установлен байпас для циркуляционного насоса. которому отводится выполнение таких функций:

возможность переключения системы в режим естественной циркуляции. например, при отключении электроэнергии или необходимости проведения ремонтных работ на определенном участке;

в качестве устройства для регулирования температуры в помещении.

Как правило, система с принудительным циркулированием теплоносителя предполагает в каждом помещении установку байпаса, монтаж которого производится в комплекте с фильтром и запорными клапанами, а в некоторых случаях и с автоматическим клапаном для отвода воздуха (альтернативой крана Маевского ).

Так как в частных домах средней площади чаще всего устанавливаются циркулярные насосы так называемого «мокрого» типа, установка байпаса должна выполняться горизонтально. при этом его диаметр должен совпадать с размером трубы, к которой он подключается, а также и с диаметром запорного клапана.