Циркуляционный насос для отопления: особенности, принцип работы, виды

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:

Обеспечение высокой скорости движения теплоносителя;
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:

В перекачивающую камеру через впускной патрубок поступает теплоноситель.
Здесь он захватывается крыльчаткой, приводящейся во вращение электродвигателем.
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.

Установка на отопительную систему

Более подробный принцип монтирования насоса можно изучить в специальной инструкции, рассмотрев размер разреза устройства. Правильную установку нужно начать с полного изучения всех советов специалистов.

Своими усилиями подключить насос можно, но лишь в том случае, если пользователь обладает некоторыми навыков, а также специальными устройствами. Любые ошибки со стороны пользователя могут привести в результате к преждевременной поломке прибора, ухудшении его работы, а также отказу в починке по гарантии.

Специалисты советуют обязательно соблюдать особую инструкцию при монтировке:

монтирование закрытого отопительного прибора в доме проводится совместно с подключением резервного электропитания. Минимальное время снабжения устройства электричеством не меньше пяти часов;
однотрубная либо двухтрубная система должна в обязательном порядке включать в себя байпас. При отключении электричества в доме, принудительный процесс поступления жидкости в устройстве изменяется до автоматического. Системы со совмещённой циркуляцией теплоносителя — хорошее решение при регулярных сбоях в работе электричества;
активизировать работу устройства на холостом ходу в системе, ненаполненной теплоносителем, нельзя. Чтобы определить работу электронасоса, контур заранее наполняется водой, а после активируют насос. Если станция задана неправильно, то корпус радиаторов будет нагреваться плохо, вне зависимости от отдаления от обогревателя;
минимальный и максимальный диаметр трубы можно найти в технических характеристиках. Сужение показателя сечения водяного контура в результате ведёт к нарушению нормальной работы насоса;
подключение к электричеству проводится с помощью специальных клеймений. Необходимости подключить стабилизатор в этом случае нет. Вместе с этим устанавливают автономное снабжение электричеством;
оборудования с мокрым ротором крепятся лишь вертикально;
перед насосом устанавливают фильтр с грубой системой очищения;
для проведения строительной работ место монтирования насоса делают свободно доступным.

Если периметр водяного контура выходит за показатели оптимальной производительности, в отопительный аппарат помещают несколько циркуляционных насосов. Далее станция помещается на подачу теплоносителя, в середину контура.

Технология установки насоса в отопительную систему

Фильтр;
Обратный клапан;
Разъёмные переходники (бывают в комплекте к насосу);
Полуоборотные краны (или вентили);
Байпас;
Гаечные ключи.

Но прежде, чем начать установку прибора, нужно определиться с наиболее подходящим местом в системе.

Выбор места врезки насоса в систему отопления

Раньше насосы рекомендовалось устанавливать только в охлаждённую обратную трубу. Современное оборудование выполняется из материалов, позволяющих эксплуатировать насос в любой точке системы. Тем более что в подающем трубопроводе повышено давление в зоне всасывания.

Для тёплых полов также предпочтительна труба подачи, поскольку такое расположение защищает от воздушных пробок. Узнать о том, что рекомендует производитель можно из сопроводительной документации.

Монтаж циркуляционного насоса

Главным критерием выбора места остаётся удобство доступа к прибору для дальнейшего обслуживания.

Отдельно стоит сказать о расширительных баках закрытого типа. Нельзя устанавливать его так, чтобы циркуляционный насос как бы вдавливал в него жидкость. Чтобы не создавать лишнего давления на диафрагму, схема расположения узлов должна быть такой: расширительный бачок, циркуляционный насос, а потом котёл.

Порядок расположения узлов в цепочке подключения насоса

Теперь рассмотрим, какими принципами руководствуются при монтаже насоса в отопление:

На корпусе прибора есть стрелочка, которая указывает направление потока воды

Очень важно не перепутать это направление.
Мокрые насосы располагаются горизонтально (правильное ориентирование агрегата всегда указывается в инструкции).
Коробка с клеммами располагается в верхней части прибора, иначе даже скопление конденсата может привести к короткому замыканию.
Чтобы защитить крыльчатку прибора от повреждения твёрдыми частицами, перед ним устанавливается фильтр.
Шаровые краны устанавливаются с двух сторон от насоса.
Также хорошо будет установить манометр, который позволит следить за давлением в системе.
Верхняя часть байпаса снабжается клапаном для удаления воздуха.
Резьбовые соединения делаются на ленту ФУМ или герметик. Соединения американки делаются с применением прокладок (обычно уплотнители приобретаются отдельно).

Насос после монтажа на байпасе

Рекомендуемая последовательность элементов (по ходу движения воды):

Шаровый кран.
Фильтр.
Гайка-американка.
Насос циркуляционный.
Гайка-американка.
Обратный клапан.
Шаровой кран.

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.

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.

Название	Производительность	Напор	Количество скоростей	Подсоединительные размеры	Максимальное рабочее давление	Мощность	Материал корпуса	Цена
Grundfos UPS 25-80	130 л/мин	8 м	3	G 1 1/2″	10 бар	170 Вт	Чугун	15476 руб
Калибр НЦ-15/6	40 л/мин	6 м	3	внешняя резьба G1	6 атм	90 Вт	Чугун	2350 руб
БЕЛАМОС BRS25/4G	48 л/мин	4,5 м	3	внешняя резьба G1	10 атм	72 Вт	Чугун	2809 руб
Джилекс Циркуль 25/80 280	133,3 л/мин	8,5 м	3	внешняя резьба G1	6 атм	220 Вт	Чугун	6300 руб
Elitech НП 1216/9Э	23 л/мин	9 м	1	внешняя резьба G 3/4	10 атм	105 Вт	Чугун	4800 руб
Marina-Speroni SCR 25/40-180 S	50 л/мин	4 м	1	внешняя резьба G1	10 атм	60 Вт	Чугун	5223 руб
Grundfos UPA 15-90	25 л/мин	8 м	1	внешняя резьба G 3/4	6 атм	120 Вт	Чугун	6950 руб
Wilo Star-RS 15/2-130	41,6 л/мин	2,6 м	3	внутренняя резьба G1		45 Вт	Чугун	5386 руб

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.

Как выбрать циркуляционный насос для отопления

Выбор насосного оборудования в основном сводится к определению, какой из двух видов больше подходит, и какой он должен быть мощности.

Расчет мощности

В документации к прибору указывается его мощность или производительность. Эти данные показывают, какое количество жидкости перегоняет насос за единицу времени. Измерения у показателя могут быть различными (л/минуту, л/час, или м3/час).

Мощность котла (N)
Постоянный показатель теплоёмкости воды, он равен 1,16.
Разницу температур в системе на входе и на входе (в частном доме замеры делаются у выхода из котла и на обратке, а в квартирах – на входе и на выходе из квартиры). Обозначается Δt

Последний показатель можно взять стандартный для:

обычных систем принято считать разницу t в 20 °C;
для квартир и систем с низкой эффективностью – 10 °C;
для систем «тёплый пол» – 5 °C.

Данные подставляются в формулу:

G = N: 1,16 х Δt

Например, если котёл мощностью 25 кВт, а разница температур 10 °C, то подсчёт будет выглядеть так:

G = 25000 (Вт) : 1,16 х 10

G = 25000 : 11,6 = 2155 л/час.

Чтобы перевести этот показатель в м3/ч, нужно разделить результат на тысячу (округления делаются в большую сторону).

2200 : 1000 = 2,2 м3. Это стандартная мощность для насоса (обычно их рассчитывают на 2- 4 м3/ч)

Не стоит брать слишком слабый насос – он может просто не справиться с работой. Также не нужно брать и прибор с избыточной мощностью – будет работать с надрывом.

Обратите внимание на насосы, в которых есть несколько режимов. Это позволит корректировать работу оборудования под потребности

Как правило, в таких приборах мощность указывается в трёх значениях, например, 45/38/32 л/мин.

Типы циркуляционных насосов

Есть две разновидности конструкций насосов:

С сухим ротором.
И с мокрым ротором.

Сухой ротор защищён от контакта с водой из системы.

Его особенности:

высокий КПД;
большие габариты и вес прибора;
шумит при работе;
нуждается в обслуживании.

Сухие насосы устанавливаются обычно в котельных и на предприятиях.

Насос с мокрым ротором

Мокрый ротор погружён в жидкость, отдельно от воды располагается неподвижный статор. Особенности оборудования:

Благодаря воде, работа двигателя происходит мягче – он охлаждается и не так изнашивается.
Небольшой вес и размер.
Звука работы практически не слышно.
Не требователен к уходу, долговечный.
КПД значительно уступает сухому аналогу.

Именно мокрый циркуляционный насос приобретают владельцы частных домовладений за его надёжность, неприхотливость и тихую работу.

Другие факторы выбора

Напор – это показатель, характеризующий высоту, на которую теоретически прибор может поднять столб воды. Эта величина зависит от толщины труб и протяжённости отопительной системы. Точно высчитать напор для непрофессионалов крайне сложно. Опытным путём были получены следующие данные, которые помогут сделать примерный расчёт: на 10 м горизонтального отрезка отопительной системы, требуется 0,6 м напора насоса. Клапана, фитинги и краны создают дополнительное сопротивление и если ими богата конкретная система, на них добавляется от 20 до 70 % к полученному результату.
Диаметр подключения. Если агрегат монтируется в готовую систему, нужно чтобы совпадали размеры труб и диаметры входных отверстий прибора.
Автоматика. Её наличие очень упрощает жизнь и делает работу прибора максимально эффективной. Лучшие модели автоматически контролируют уровень воды, переключают рабочие режимы и т.д.

Цена

Приобрести циркуляционные насосы на сегодняшний день не проблема. Ими забиты все магазины. Но как определиться, какой надо именно купить.

Известные бренды: «Wilo» (Германия), «AlfaStar» (Польша), «Ebara» «Pedrollo» (Италия).

Популярностью среди потребителей пользуется циркуляционный насос грундфос (Дания). Хотя стоимость его примерно 10 000 и выше, пользователи отзываются о нём как о надёжном агрегате, прост в уходе, долговечный.

Бюджетным вариантом является насос LPA 20-60 45 Вт, его стоимость 6 943 рубля.

Для частного сектора отечественные производители продукцию не выпускают, только для промышленных конструкций.

Цены циркуляционных насосов для отопления частного сектора варьируется от 3 880 р. до 12 764 р.

Стоимость агрегата зависит от следующих факторов: производитель, тип, мощность, надёжность, простота обслуживания, режимы работы.

Ручная и автоматическая регулировка скоростей в современных моделях

Выбор марок и моделей насосов огромен. Многие современные приборы оснащены переключателями скоростей, которые позволяют контролировать температурный режим в помещениях. Обычно это трехскоростные модели. В периоды похолодания увеличивают скорость перемещения теплоносителя по трубопроводам, а при потеплении уменьшают. Это очень удобно с точки зрения экономии потребляемой электроэнергии и поддержания комфортного теплового режима.

Есть модели с ручными переключателями, а есть и такие, которые управляются автоматически и меняют скорость при понижении или повышении температуры наружного воздуха. При подборе циркуляционного насоса с несколькими режимами работы обычно ориентируются на максимальную расчетную нагрузку и покупают модель, характеристики которой соответствуют этим расчетам или несколько ниже. Если есть регулировка скоростей, брать насос «с запасом» мощности нецелесообразно.