Подбор циркуляционного насоса: основные виды, правила выбора

Точка J

Обзоры и рейтинги статьи

Подбор циркуляционного насоса: основные виды, правила выбора

Самотечные системы теплоснабжения полноценно функционируют только в одноэтажных частных домах площадью до 100 кв. м. Если же необходимо обогреть многоквартирное здание или просторный особняк, то без системы с принудительной циркуляцией не обойтись.

Лучшее решение – подбор циркуляционного насоса и монтаж в отопительный контур.

  • Зачем в системе теплоснабжения нужен насос?
  • Конструкция и принцип работы насоса
  • Виды и преимущества циркуляционных помп
  • Как правильно выбрать насосное оборудование?
  • Выводы и полезное видео по теме

Зачем в системе теплоснабжения нужен насос?

Циркуляционные насосы — гидравлическое оборудование, которое обеспечивает принудительное передвижение нагретого теплоносителя по замкнутому контуру. Такие приборы способствуют равномерному и быстрому прогреву всей системы.

Циркуляционные помпы устанавливают:

  • с целью повысить энергоэффективность котельного оборудования;
  • в случаях, когда нет возможности обеспечить естественную циркуляцию жидкого вещества;
  • при отсутствии вмонтированного насосного агрегата в теплогенераторе;
  • для отопительных систем с двухтрубной схемой, позволяющих регулировать параметры каждого отдельного радиатора;
  • чтобы преодолеть инерционность автономных систем с естественной циркуляцией жидкости, применяемой для переноса тепловой энергии.

Теплоноситель должен перемещаться по замкнутому контуру трубопровода отопительной системы с определённой скоростью, чтобы обеспечить передачу тепла радиаторам.

Естественная циркуляция не всегда справляется с этим заданием и в результате отопительное оборудование не нагревается или нагревается неравномерно.

Поэтому в системах теплоснабжения устанавливают циркуляционные насосы. Такие приборы обеспечивают транспортировку теплоносителя по сети с большой скоростью, сводя к минимуму нагрузку на котёл. При возвращении к нагревательному элементу вода остаётся тёплой, а значит на подогрев потребуется меньше энергии.

Конструкция и принцип работы насоса

По конструкции циркуляционная помпа напоминает дренажную установку. Насос состоит из прочного корпуса, выполненного из нержавеющей cтали/чугуна/алюминия и электрической части, которая включает обмотку статора со встроенным керамическим/стальным ротором. На валу вращающейся части электродвигателя неподвижно зафиксирована крыльчатка.

Рабочее колесо представляет собой два параллельных диска, соединённых радиально выгнутыми лопастями. На одном из них расположено отверстие для течения жидкости-теплоносителя, на другом – небольшое отверстие для фиксации крыльчатки на валу электрического двигателя.

Сам электродвигатель оснащён специальной платой управления и клеммами для подключения проводов. У циркуляционных помп без электроники вместо платы установлен конденсатор, а на клеммной коробке расположен переключатель скоростей.

При подаче электроэнергии колесо с лопастями вращается, создавая вакуум в патрубке и нагнетая теплоноситель. Ротор создаёт движение рабочей жидкости в направлении от входного до выпускного клапана.

Насос постоянно забирает воду с одной стороны и выталкивает в отопительную систему с другой. Центробежная сила способствует транспортировке жидкости по всей магистрали.

Создаваемый напор преодолевает сопротивление на разных участках контура и обеспечивает циркуляцию теплоносителя.

Виды и преимущества циркуляционных помп

По конструкционным особенностям насосы для принудительной циркуляции делят на перекачивающие агрегаты с мокрым ротором и высокопроизводительные устройства с сухим ротором.

Ротор и крыльчатка помп «мокрого» типа находятся в прямом контакте с рабочей жидкостью, которая одновременно выполняет две важнейшие функции: роль смазки и охлаждение прибора. Ротор и статор в таких помпах разделены специальным сосудом, отвечающим за герметичность элементов электрического двигателя под напряжением.

Циркуляционные насосы «мокрого» типа оснащены ступенчатым регулятором скорости. Это позволяет подобрать оптимальный режим работы, а значит и контролировать расход электроэнергии.

Агрегаты с мокрым ротором имеют модульную конструкцию. Подбираются отдельные модули в зависимости от требуемого напора и производительности. Сборная конструкция значительно упрощает ремонт насоса, поскольку вышедший из строя модуль можно легко и быстро заменить новым.

Циркуляционные помпы такого типа задействуют в небольших отопительных системах. Они функционируют практически бесшумно, а потому отлично подходят для установки в жилых помещениях.

Электродвигатель насосов с мокрым ротором не нуждается в дополнительном охлаждении, так как постоянно контактирует с водой. Внутри помпы находится небольшое количество рабочих деталей, что сводит к минимуму необходимость частого технического обслуживания.

Основные преимущества использования помп «мокрого» типа:

  • низкий уровень создаваемого шума;
  • небольшие габаритные размеры и маленький вес;
  • минимальное потребление электричества;
  • простая настройка параметров, техобслуживание и ремонт;
  • длительный срок эксплуатации.

У агрегатов с мокрым ротором есть и недостатки. Они очень чувствительны к качеству рабочей жидкости. Наличие в воде мелкодисперсных абразивных частиц приводит к ускоренному износу гидравлической части насоса.

Кроме того, КПД таких циркуляционных помп не превышает 55%. Однако этого показателя вполне достаточно для трубопроводов небольшой протяжённости, а потому насосы, которые напрямую контактируют с водой, часто применяют в индивидуальных системах теплоснабжения.

Для безаварийного функционирования агрегатов «мокрого» типа нужно, чтобы их монтаж был выполнен правильно. Главное требование – строго горизонтальная пространственная ориентация вала. Лишь при такой конфигурации обеспечивается полноценная смазка подшипников жидкостью.

Насосы с сухим ротором успешно используются для перекачки больших объёмов теплоносителя в крупных установках. Роторный узел таких устройств не контактирует с водой.

Корпусную часть циркуляционных помп «сухого» типа изготовляют из прочного чугуна или оцинкованной стали. Поверхность покрывают специальными защитными составами, чтобы предотвратить коррозийные явления.

Агрегаты с сухим ротором подходят для коллективного использования в жилых многоэтажных зданиях, развлекательных центрах и офисах, на промышленных объектах.

Между электрическим двигателем и насосной частью помпы есть специальный скользящий уплотнитель (2 защитные кольца), который изолирует базовые функциональные элементы от попадания жидкости.

Эти кольца хорошо отполированы и находятся в тесном контакте друг с другом. Одно из них (динамическое) насажено на вращающийся вал. Статическое колесо прочно зафиксировано в корпусе помпы.

Тонкая водяная плёнка надёжно герметизирует соединение защитных колец за счёт различий в показателях давления в контуре и внешней среде.

Для изготовления уплотнительных колец используют уголь, полученный методом масляной агломерации. В некоторых модификациях насосов, предназначенных для применения в экстремальных условиях, установлены металлические/керамические защитные кольца.

КПД устройств с сухим ротором достигает 85%. Это отличный показатель в сравнении с насосами «мокрого» типа. Однако «сухие» агрегаты производят много шума из-за охлаждающего вентилятора, а потому их монтируют в отдельных помещениях с хорошей звукоизоляцией.

Циркуляционные насосы «сухого» типа бывают 3-х видов:

Моноблочные принадлежат к разряду низконапорных агрегатов. Электродвигатель и насос в таких устройствах смонтированы в одном блоке. Они отличаются простотой в эксплуатации и обслуживании. Подходят для использования в коммунальных учреждениях и многоквартирных домах.

Консольные насосные устройства собираются на единой основе, при этом оси насоса и двигателя находятся на одной линии. Всасывающий патрубок расположен на внешней части улитки, нагнетательный – в противоположной стороне на корпусе.

Насосы типа «In-line» монтируют непосредственно на магистрали трубопровода. Всасывающий входной и напорный выходной патрубки расположены на одной линии, предусмотрен автоматический механизм компенсации выработки уплотнительных колец.

Преимущества использования циркуляционных помп с сухим ротором:

  • высокая производительность;
  • энергоэффективность;
  • невысокие требования к качеству энергоносителя (перекачиваемая жидкость может содержать нейтральные примеси);
  • простой ремонт и замена запчастей.

Кроме того, сегодня производители отопительного оборудования предлагают потенциальным покупателям сдвоенные модели насосов. Такие приборы применяются для резервирования мощности и дополнительной подстраховки в аварийных ситуациях.

Двигатели сдвоенного насоса могут функционировать вместе или отдельно. При поломке одной помпы второе устройство продолжает нормально работать, обеспечивая бесперебойное функционирование котла.

При правильной эксплуатации срок службы циркуляционного насоса составляет не меньше 10 лет.

Как правильно выбрать насосное оборудование?

Эффективность работы насоса зависит от базовых параметров – производительности и напора. Производительность показывает количество жидкости-теплоносителя, которое за единицу времени должен перекачать агрегат.

Этот параметр определяется из условий максимальной загружённости. Напор – величина, выражающая энергию потока жидкости, используемой в качестве носителя тепла. Учитывает гидравлическое сопротивление всей системы.

Также следует обратить внимание на максимальную температуру. Так как помпа будет перекачивать нагретую воду, она должна выдерживать показатели до 110 градусов по шкале Цельсия.

Очень важно подобрать подходящую мощность циркуляционного насоса. Маломощное устройство не справится с перекачкой жидкости теплоносителя в нужном объёме.

Если же установить более мощный агрегат, в трубопроводе появится неприятный шум. Также в этом случае функциональные элементы котельного оборудования будут изнашиваться намного быстрее, чем заявлено производителем.

Специалисты рекомендуют выбирать циркуляционную помпу ещё на этапе проектирования системы теплоснабжения. Если длина трубопровода не превышает 80 метров, достаточно установить один насос. При большей протяжённости целесообразно монтировать сразу несколько перекачивающих устройств.

При покупке следует обратить внимание и на материалы, из которых изготовлены функциональные элементы насоса. Большинство деталей напрямую/косвенно контактируют с нагретой рабочей жидкостью, а потому подлежат быстрому износу.

Поэтому целесообразно отдавать предпочтение циркуляционным помпам с керамическими подшипниками и роторным узлом.

Немаловажную роль играет электроника. Чтобы регулировать температурные показатели внутри помещений в отопительных контурах устанавливают термостатические клапаны. При повышении температуры они перекрываются, в трубах увеличивается давление.

В результате этих процессов появляется неприятный шум. Чтобы от него избавиться, необходимо перевести циркуляционный насос на более низкие обороты, а делать это вручную неудобно.

Быстро и эффективно справиться с этой задачей помогут помпы со встроенной электроникой. Такие агрегаты плавно регулируют перепады давления в трубопроводе в зависимости от изменения количества жидкости.

Стоит отметить и дополнительные функциональные возможности насосов, а именно:

  • плавная регулировка;
  • контроль скоростей;
  • автоматический режим работы;
  • встроенный информативный дисплей.

Самые простые модели циркуляционных помп – без возможности регулировать скорость транспортировки жидкости. Современные многофункциональные насосы представляют собой двух/трёхскоростные агрегаты с плавной регулировкой. Они отличаются высокой точностью настроек.

Оборудование, работающее в автоматическом режиме, оснащают панелью управления. Настройки таких устройств обширны и зависят только от модификации приборов.

Это может быть автоматическая регулировка скорости в зависимости от изменений температурных показателей воздуха внутри помещения, электронный таймер выключения/включения, автоматический запуск помпы при минимальной скорости потока.

Наличие цифрового дисплея даёт возможность получать всю необходимую информацию о работе насосного устройства: температуру жидкости-теплоносителя, сопротивление в замкнутом контуре, производительность, ошибки и т.д

Выводы и полезное видео по теме

Правила выбора циркуляционного оборудования в видео:

Тонкости расчета напора и производительности в видео ролике:

Видео об устройстве, принципе работы и установке циркуляционного насоса:

Современная система теплоснабжения со встроенной помпой для принудительной циркуляции позволяет в считанные минуты после запуска теплогенератора обогреть жилые помещения. Рациональный подбор циркуляционного насоса и качественный монтаж значительно повышают эффективность использования котельного оборудования за счёт экономии энергетических ресурсов примерно на 30-35%.

Подбор и расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Функционирование современных систем отопления, в которых используется принудительное движение теплоносителя по контурам отопления было бы невозможно без циркуляционного насоса.

Подбор циркуляционного насоса

Именно это устройство обеспечивает движение теплоносителя по магистралям системы отопления, системы теплый пол, системы рециркуляции ГВС. В сложных многоконтурных системах домов большой площади и этажности таких насосов может быть несколько.

Эффективная теплоотдача системы отопления напрямую зависит от соответствия параметров циркуляционного насоса параметрам системы в целом. Чтобы ориентироваться в теме, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, ознакомимся с его устройством и основными параметрами.

Устройство насоса

Посмотрим на разрез насоса. Он состоит из самого насоса и электромотора с блоком управления. Материал корпуса может быть: нержавеющая сталь, бронза, алюминий, чугун. Крыльчатка из нержавеющей стали или технополимера, закрепленная на валу двигателя, своим вращением создает принудительное движение жидкости через насос. Оси входного патрубка и ось выходного обычно расположены вдоль одной линии.Подшипники и вал циркуляционных современных насосов — из керамики, что благоприятно влияет на уровень шума и долговечность устройства.

Технические параметры циркуляционного насоса

С функциональными возможностями устройства можно ознакомиться из его технического паспорта. Выбрать циркуляционный насос для отопления Вам помогут знания о таких параметрах:

  1. Расход насоса ( подача, производительность) — объемная величина (единица -м 3 /ч), численно равная максимальному объему воды, который может прокачать через себя насос за один час времени.
  2. Напор циркуляционного насоса — это максимальное значение гидравлического сопротивления, которое оказывают все элементы отопительных контуров движению жидкости, и которое способен преодолеть насос (при его расходе = 0). Измеряется в м (метрах).
  3. Характеристика насоса — производная величина, определяемая взаимосвязь напора насоса и его производительности. Так для однорежимного (односкоростного) насоса существует только одна характеристика, для двух и более — соответственно две и… Что говорить о насосах с плавно регулируемой производительностью.

Классификация циркуляционных насосов

Насосы циркуляционные от различных производителей друг от друга существенно не отличаются. Все они классифицируются по типу ротора. Различают:

  • насосы с «мокрым» ротором
  • насосы с «сухим» ротором.

Устройства первого типа отличаются тем, что ротор находится в жидкости, а его камера отделена от статора стальной нержавеющей гильзой. К преимуществам такого насоса относятся: его компактность и бесшумность, отсутствие необходимости в смазывании (теплоноситель играет роль смазки, а также и охлаждающей среды). Однако такие устройства характеризуются более низким КПД по отношению к «сухим» насосам.

У насосов «сухого типа отсутствует непосредственный контакт ротора с теплоносителем системы. Гидроизоляция обеспечивается уплотнительными кольцами из «нержавейки», угольного агломерата или керамики. Высокий класс «подгонки» колец друг к другу и их вращение приводит к тому, что между ними образуется тоненькая пленка воды, обеспечивающая герметизацию электрической части насоса. Прижимная пружина постоянно поджимает кольца по мере их износа, обеспечивая их «самоподгонку».

И перед тем, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, следует запомнить, что «прописка» такого насоса желательна в отдельном помещении. Отличительной особенностью устройств «сухого типа» является достаточно громкий звук функционирования.

Маркировка циркуляционных насосов

После названия марки насоса на его корпусе указаны цифры. Например, Grundfos UPS 25-50.

Читайте также:  Расширительный бак для отопления закрытого типа: устройство, функции + правила выбора и монтажа в систему

Первые две цифры — это диаметр присоединительных патрубков. В нашем случае 25 мм (1 дюйм) — диаметр резьбы гаек, поставляемых в комплекте с циркуляционным насосом.

Второе число обозначает максимальную высоту подъема теплоносителя в системе. В нашем примере высота подъема 5 м, то есть он может создавать избыточное давление до 0,5 атм.

Согласно этих величин выполняют подбор циркуляционного насоса для отопления после того, как теоретически выполнили расчет напора циркуляционного насоса и расчет мощности циркуляционного насоса отопления.

Кстати, потребляемая мощность насоса регулируется ступенчато (3 положения) или плавно (электронное управление электродвигателем насоса). О силе потребляемого тока при определенной отдаваемой мощности можно узнать из таблички, закрепленной на корпусе насоса.

Насосы, оборудованные электронным блоком управления, отличаются повышенной экономичностью и способны самостоятельно регулировать свои рабочие характеристики, анализируя расход и давление воды в системе.

Расчет циркуляционного насоса выполняют, исходя из потребности строительной конструкции в тепле – эта величина является базовой точкой при расчете циркуляционного насоса для отопления. Значение величины принимается соответствующим наиболее холодному времени года. Согласно, СНиП 2.04.07-86 “Тепловые сети” для одно-двухэтажных зданий на 1 м 2 общей площади 173-177 Вт/м 2 при температуре «за бортом» -25 — 30 °C. Дома в три-четыре этажа имеют показатели от 97 до 101 Вт/м 2 соответственно.

Умножив это «нормы» на число «квадратов» отапливаемого помещения, получим величину потребности строения в тепле.

Также расчет параметров циркуляционного насоса можно выполнить, исходя уже из мощности котла.

Необходимое значение рассчитывается по формуле:

(Q) — рассчетная величина, соответствующая расходу насоса, (литров/ч);

(N) — мощность основного нагревателя (котла), (Вт);

(t_2)— температура теплоносителя на входе в подающую трубу (на выходе из котла), (°C);

(t_1) — температура теплоносителя в «обратке» (на входе в котел), (°C).

Подставив необходимые параметры в формулу, мы получим требуемый расход насоса.

Температура теплоносителя, «выходящего» из котла обычно находится в промежутке от + 85 до 95 °C, температура «обратки» в диапазоне 60-70 °C.

Величину необходимого для преодоления гидравлического сопротивления напора определяют по специальным формулам. Для упрощенного подбора можно воспользоваться такой информацией:

    прямолинейные участки труб оказывают сопротивление 100-150 Па/м, что эквивалентно требуемому напору насоса — 0,01-0,015 м на каждый метр трубопровода магистрали.

Внимание! В расчетах учитывается полная длина контура (подающей трубы и обратной).

При расчетах гидравлического сопротивления всей отопительной магистрали не принимается во внимание высота (этажность) здания. То есть, величина высоты, на которую насос должен будет поднимать воду, тут роли не играет!

Это объясняется тем, что система замкнутая. Поэтому высота подающей линии равняется высоте обратной — столбы жидкости в них уравновешены между собой.

Суммарное гидравлическое сопротивление определяется только суммой сопротивлений всех поворотов, тройников, вентилей…

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Используя рассчитанные данные напора и расхода, определяют необходимую характеристику насоса, который затем подбирают по каталогу.

Так как подбирая циркуляционный насос для системы отопления мы оперировали максимальными данными нагрузки на насос, то для его повседневной работы будет достаточно выбрать менее мощный вариант. Он и «потише» будет при меньшей свой стоимости, и электроэнергии «кушать» будет меньше.

Особенности монтажа

При установке насосов необходимо учитывать такое правило: «Вал насоса должен располагаться горизонтально!»

Такие устройств «качают» теплоноситель только в одном направлении. Поэтому при монтаже насоса необходимо соблюдать правильное направление его установки.

Можно подобрать циркуляционный насос для отопления с естественной циркуляцией. В таком случае, проводится модернизация существующей отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя установкой циркуляционного насоса. «Врезанный» в такую систему насос позволяет улучшить равномерность прогрева всех радиаторов. Кроме этого практически замечена экономия газа на 20-30% при интеграции такого насоса в контуры отопления.

Насос устанавливается на обводной байпас, врезанный в «обратку» системы, а в магистральную трубу необходимо установить обратный клапан, который позволит системе функционировать и при внезапном отключении электроэнергии.

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

Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя доказали свою эффективность. Они позволяют обеспечить оптимальный режим работы нагревательного оборудования и использовать любые типы котлов, снизить расходы на энергоресурсы, уменьшить стоимость системы за счет применения трубопроводов меньшего диаметра, упростить регулирование температуры.

В составе такой системы отопления одну из важнейших ролей играет циркуляционный насос.

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.).

Выбираем тепловой насос для отопления дома: обзор систем отопления будущего.

Варианты и технология устройства однотрубной системы отопления своими руками. Читайте здесь.

Как сделать двухтрубную систему отопления частного дома своими руками:

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.

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.

Как подобрать циркуляционный насос для отопления

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления начинают с расчета требуемых значений технических характеристик. Ответ на вопрос, циркуляционный насос для отопления как выбрать , предполагает, прежде всего, расчет двух основных показателей – производительности и напора.

Расчет базируется на тепловой мощности системы отопления. Для практического применения приемлемую точность дает методика укрупненного расчета.

Расчет производительности насоса

Необходимую для нормальной работы отопительного оборудования производительность определяют по формуле:

Q — производительность помпы в куб.м/ч,

Р – тепловая мощность в кВт,

dt – разница между температурами теплоносителя в подающей и обратной ветви отопительной магистрали.

Для определения тепловой мощности потребуются:

  • объем помещений,
  • теплопроводность ограждающих конструкций и их площадь,
  • количество окон и другие сведения, например, наружная температура в отопительный сезон.

Методики расчета и справочную информацию приводятся в нормативных документах или на специализированных ресурсах.

Для укрупненного расчета подойдет вариант с удельными показателями — мощностью для отопления 1 кв.м помещений. По европейским нормам они составляют:

  • Для малоэтажных частных жилых домов – 100 Вт/кв.м;
  • Для квартир в многоквартирных многоэтажных домах – 70 Вт/кв.м;
  • Для помещений в производственных зданиях и жилых помещениях с утеплением высококачественными теплоизоляционными материалами – 30-50 Вт/кв.м.

Европейские нормы хорошо работают для регионов с умеренным климатом. Для более суровых условий следует использовать нормативы СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», ориентированные на температуры наружного воздуха вплоть до -30 градусов:

  • Для одно- и двухэтажных зданий – 173-177 Вт/кв.м;
  • Для зданий с бОльшим количеством этажей – 97-101 Вт/кв.м.

Разница температур на подаче и обратке зависит также от различных факторов и лежит в пределах 5-20 градусов. Основную роль здесь играет тип системы отопления. Для низкотемпературных, где температура теплоносителя не превышает 40 градусов (например, в для систем «теплый пол») принимают меньшие значения, для высокотемпературных – большие. Так, если выбирается дополнительный насос в системе отопления квартиры в многоквартирном доме, типовой величиной является разница температур 20 градусов.

Нередко встречается ситуация, когда необходимо произвести расчет насоса для системы отопления , в которой уже установлен котел, а насосное оборудование приобретается позже для повышения эффективности работы и экономии энергоресурсов.

Для расчетов потребуется:

N (кВт) — мощность котла

dt1 — разность между температурами теплоносителя на выходе источника тепла и обратной ветви магистрали.

Производительность насоса определяется по соотношению

В данном видео подробно рассказано, как производить необходимые расчеты:

Расчет напора

Следует знать, выбирая циркуляционные насосы для систем отопления — технические характеристики во многом определяются именно этим показателем. Напор (максимальный) в обязательном порядке входит в систему заводских обозначений. К примеру, насос циркуляционный Wilo Star RS 25 4 создает максимальный напор 4 м.

Нередко этот показатель называют высотой подъема, что может ввести пользователя в заблуждение. В функции насосного оборудования не входит подъем жидкости, а напор необходимо развивать, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление, создаваемое элементами системы.

Именно из этих соображений ведется расчет параметра.

H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000

H – высота всасывания (подъема) или требуемый напор насосного оборудования;

R1, R2 – удельные потери давления на подающей и обратной ветви магистрали, Па/м;

L1, L2 – длина трубопроводов подачи и обратки соответственно;

Z1, Z2, ZN – сопротивления элементов системы.

Удельные потери в трубопроводах систем зависят от:

  • их диаметра,
  • материала,
  • скорости перемещения теплоносителя,
  • других свойств изделий и особенностей их эксплуатации.

В справочной литературе, а также на специализированных сайтах приводятся соответствующие таблицы. В некоторых источниках приводится и дугой вариант — значения гидравлического сопротивления (потери напора) для 1 м или 100 м труб в зависимости от расхода и скорости теплоносителя, а также материала и диаметра труб.

Для других элементов типовые значения составляют:

  • Котлы – 1000-5000 Па, компактные модели – 5000-15000 Па;
  • Радиаторы отопления – 500 Па;
  • Обратные клапаны – 5000-10000 Па;
  • Вентили на радиаторах – 10000 Па;
  • Регулирующие клапаны – 10000-20000 Па.

Точный расчет гидравлического сопротивления достаточно сложен. Оценить необходимый напор можно по укрупненному соотношению

N – этажность обслуживаемого здания (с учетом подвала, чердака и т.д.);

K – эмпирическая усредненная величина гидравлических потерь для одного этажа. Это значение лежит в пределах 0,7 – 1,1 м для традиционных двухтрубных систем, и 1,16-1,85 м систем коллекторно-лучевой архитектуры (например, для того же «теплого пола»).

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления

Мощность является одним их характеристических параметров оборудования, важным для выбора конкретной модели. Определяют ее из соотношения (результат получают в кВт)

Pн = (p * Q * H) * КПД / 367

р – плотность теплоносителя;

Q – расчетная величина расхода;

Н – расчетная величина напора.

Для предварительного расчета КПД принимают в пределах 0.75-0.85, что обеспечит необходимый запас по мощности при выборе оборудования.

Как выбрать циркуляционный насос для конкретной системы

В заводских обозначениях моделей указываются два параметра:

Так, если рассматривать циркуляционный насос 40 25, 40 обозначает развиваемый напор 4 м, а 25 – установку на трубопроводы диаметром 25 мм (1’’). Аналогично, циркуляционный насос Wilo Star RS 25 7 предназначен для установки на 1-дюймовые (25 мм) трубопроводы, а высота подъема (максимальный напор) для него составляет .

Конечно, это важная информация, но ее недостаточно для правильного подбора устройства. Производители, выпускающие насосы циркуляционные для отопления, в технических характеристиках приводят также:

  • максимальную производительность,
  • мощность,
  • КПД.

Однако и знания этих величин хватит только для предварительного определения множества конкретных моделей, которые могут подойти для работы в системе — их производительность, напор и мощность должны быть больше, чем рассчитанные на предыдущем шаге значения.

Подбор модели ведут по приведенной в технической документации напорно-расходной (рабочей) характеристике. Расчетная рабочая точка (расход и напор) должна находиться на этой кривой, причем оптимальный вариант – в ее средней трети. При таком выборе обеспечивается максимальный КПД устройства и остается пространство для регулирования.

Другие важные критерии выбора

При выборе модели оборудования следует также обратить внимание на:

  • Материалы узлов и деталей агрегата. К примеру, с точки зрения долговечности и надежности устройства предпочтение стоит отдать крыльчаткам из нержавеющей стали и композитных материалов и корпусам не из чугуна, а из нержавеющей стали или латуни.
  • Количество скоростей. При прочих равных предпочтительнее использовать многоскоростные (наиболее распространенный вариант – трехскоростные) модели. Они предоставляют широкие возможности для регулирования. Следует обратить внимание на то, что при выборе рабочая точка должна находиться на характеристике, соответствующей средней скорости.
  • Возможность подключения систем автоматики. Автоматика для циркуляционного насоса отопления позволит существенно экономить ресурс системы и энергоносители.
  • Напряжение питания. Циркуляционный насос для отопления на 12 вольт лучше с точки зрения электробезопасности (а некоторые модели – и по возможностям регулирования), но требует соответствующего источника.
Читайте также:  Циркуляционный насос для отопления: рейтинг ТОП-10 + как выбрать оптимальный

Замечания по монтажу и запуску

Для долговременной работы оборудования и его высокой эффективности следует соблюдать некоторые правила:

  • Монтаж насоса производят так, чтоб его вал находился горизонтально. Для оборудования с «мокрым» ротором такое требование является обязательным! Ориентация трубопроводов (вертикальный, горизонтальный или наклонный участок) значения не имеет.
  • Клеммная коробка должна располагаться сверху. Это обеспечит безопасность даже в случае возможных протечек.

Как выбрать расширительный бачок для системы отопления закрытого типа? Подробная статья.

  • Современные агрегаты позволяют установку и на подачу, и на обратку, но расположение на обратном участке снизит тепловые нагрузки и увеличит ресурс оборудования.
  • При монтаже обязательно предусмотретьбайпас для циркуляционного насоса . Это позволит при отсутствии электропитания использовать отопительную систему в режиме с естественной циркуляцией.
  • В качестве рабочей выбирается средняя скорость оборудования. Запуск системы осуществляется на самой высокой скорости (в системах с автоматикой отключается блокировка).
  • После запуска следует удалить скопившийся воздух через предусмотренные в конструкции специальные клапаны.

Производители и цены

При покупке оборудования следует отдать предпочтение известным торговым маркам. В большинстве случаев это станет гарантией высокого качества, надежности и долговечности изделий. Среди лучших вариантов следует рассматривать:

  • Grundfos. Компактное и функциональное оборудование, одни из важнейших преимуществ которого является экономичность. Производитель предлагает широкий ассортимент устройств – с «сухим» ( Grundfos UPS) и «мокрым» (Grundfos Alpha2) ротором по ценам (в зависимости от комплектации, производительности, набора функций) от 5 до 60 тыс. руб.
  • DAB – циркуляционные насосы от итальянского производителя. Отличаются высоким качеством материалов и сборки, надежностью. В ассортименте насосы с сухим и мокрым ротором, рассчитанные на различные производительности и напоры. Маленький н асос циркуляционный DAB наиболее востребованных серий VA и VB можно приобрести по цене 3,5 – 6 тыс.руб.
  • Wilo. Оборудование настоящего немецкого качества. Надежность, функциональность, экономичность – вот что отличает оборудование производителя, причем касается это даже устройств самых распространенных серий, например Wilo Star RS, предлагающиеся по ценам от 4 до 7 тыс. руб.
  • Oasis – циркулярный насос еще одного немецкого производителя «Forte Technologie&Produktion GmbH». Качественное оборудование для решения широкого круга задач. Получает насос циркуляционный «Оазис» отзывы только положительные благодаря надежности и привлекательным ценам в диапазоне от 3 до 7 тыс.руб.
  • Джилекс. Циркуляционные насосы российского производства, не уступающие лучшим зарубежным аналогам. Серия Циркуль – это качественные материалы, надежность по выгодным ценам порядка 3-5 тыс.руб.

Как правильно выполнять установку, смотрите:

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления

Во-первых

Отправной точкой при подборе циркуляционного насоса системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года. При профессиональном проектировании этот показатель определяют на компьютере. Ориентировочно его можно высчитать по площади обогреваемого помещения.

Согласно европейским стандартам на отопление 1 кв.м в доме с 1-2 квартирами необходимо 100 Вт, а для многоквартирных домов 70 Вт. Если состояние здания не отвечает нормативам, проектировщик берет в расчет более высокое удельное потребление тепла. Для жилых домов с улучшенной теплоизоляцией и производственных помещений требуется 30-50 Вт/кв.м.

В России подобные стандарты для домов с 1-2 квартирами пока не определены. СНиП 2.04.07-86* “Тепловые сети” рекомендует рассчитывать максимальный тепловой поток на отопление 1 кв.м общей площади жилых домов, строящихся с 1985 г. по новым типовым проектам, по следующим укрупненным показателям:

  • для 1-2-этажных зданий: -173 Вт/кв.м при расчетной температуре наружного воздуха -25C и 177 Вт/кв.м при -30C;
  • для 3-4-этажных зданий: соответственно 97 и 101 Вт/кв.м.

По СНиП 2.04.05-91* “Отопление, вентиляция и кондиционирование” расчетная температура наружного воздуха в Москве составляет -26 град C. Методом интерполяции получим, что в столице удельная тепловая потребность 1-2 этажных жилых домов равняется 173,8 Вт/кв.м, а 3-4 этажных – 97,8 Вт/кв.м.

Во-вторых

Определив потребление тепла (Q, Вт), следует перейти к расчету требуемой производительности насоса (подаче) по формуле:

G = Q/1,16 х DT (кг/ч), где:
DT – разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20 град C; в низкотемпературных 10 град C; для теплых полов 5 град C);
1,16 – удельная теплоемкость воды (Вт*ч/кг*град C). Если используется другой теплоноситель, в формулу необходимо внести соответствующие коррективы.

Такую методику расчета предлагают заграничные проектировщики. В обязательном приложении к СНиП 2.04.05-91* приведена следующая формула:

G = 3,6 х *Q/(c х DT) (кг/ч), где:
c – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C . Для пересчета полученной величины в куб.м/ч (как правило, именно эта единица измерения производительности насосов используется в технической документации) необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре; при 80 град C она составляет 971,8 кг/куб.м.

В третьих

Кроме необходимой подачи, насос должен обеспечивать в системе отопления давление (напор), достаточное для преодоления сопротивления трубопроводной сети. Для правильного выбора нужно определить потери в наиболее протяженной линии схемы (до самого дальнего радиатора).

При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов); обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование. Здесь можно использовать формулу:

H = (R х l + *Z)/p х g (м), где:
R – сопротивление в прямой трубе (Па/м);
l – длина трубопровода (м);
*Z – сопротивление фитингов и т. д. (Па);
p – плотность перекачиваемой среды (кг/куб.м);
g – ускорение свободного падения (м/кв.с).

В случаях с действующими теплопроводами подобные вычисления, как правило, невозможны. В таких ситуациях чаще всего пользуются приблизительными оценками.

Полученные опытным путем данные свидетельствуют, что сопротивление прямых участков трубы (R) составляет порядка 100–150 Па/м. Это соответствует необходимому напору насоса в 0,01-0,015 м на 1 м трубопровода. В расчетах нужно учитывать длину и подающей, и обратной линии.

Также на опыте было определено, что в фитингах и арматуре теряется около 30% от потерь в прямой трубе. Если в системе есть терморегулирующий вентиль, добавляется еще около 70%. На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%.

Cпециалисты из фирмы Wilo Э. Бушер и К. Вальтер рекомендуют следующую формулу примерного расчета напора (в метрах):

H = R х l х ZF, где
ZF – коэффициент запаса.

Если установка не оснащена ни терморегулирующим вентилем, ни смесителем, ZF = 1,3; для контура с терморегулирующим вентилем ZF = 1,3 х 1,7 = 2,2; когда система включает оба прибора ZF = 1,3 х 1,7 х 1,2 = 2,6.

В заключение

Определив так называемую рабочую точку циркуляционника (напор и подачу), остается подобрать в каталогах насос с близкой характеристикой. По производительности (Q) рабочая точка должна попадать в среднюю треть диаграммы (рис. 1).

Нельзя забывать, что рассчитанные параметры необходимы для действия системы при максимальной нагрузке. Такие условия встречаются крайне редко, наибольшую часть отопительного сезона потребность в тепле не так велика. Поэтому, если есть сомнения, всегда нужно выбирать меньший насос. Это позволяет не только сэкономить при его покупке, но и снизить в дальнейшем расходы на электроэнегию.

Пример в качестве проверки

Правильность расчетов по представленной методике можно проверить, сравнив их результаты с итогами точных вычислений в реальном проекте, выполненном в соответствии со СНиП.

По заданию требовалось расчитать циркуляционный насос для двухтрубной системы отопления с поэтажной разводкой трубопроводов от коллектора. Предварительно было определено, что потребность здания в тепле составляет 45,6 кВт, необходимый для отопления расход теплоносителя 2,02 куб.м/ч. Схема трубопроводов до самого отдаленного радиатора включает четыре участка и теплорегулирующий вентиль.

Суммарные потери давления в них равняются:

DP = 0,63 + 0,111 + 0,142 + 0,289 = 1,178 м

Согласно СНиП 2.04.05-91*, на неучтенные потери давления к этой величине следует добавить 10%:

DP = 1,178 х 1,1 = 1,296 м

Таким образом, циркуляционник для данной системы должен обеспечивать подачу 2,02 куб.м/ч теплоносителя и напор в 1,3 м. Этим условиям отвечает насос HZ 401 (Deutsche Vortex) или UPS 25-40 (Grundfos).

При расчетах по методике, изложенной в статье, получаем:
H = 0,015 х (3,2 + 4,4 + 8,9 + 21,7) х 1,3 х 1,7 = 1,266 м,

В дополнение

Опираясь на данную методику, некоторые производители насосов разрабатывают и более удобные и точные способы подбора оборудования для систем отопления. В частности, можно порекомендовать читателям диаграммы, представленные в каталоге “Бессальниковые циркуляционные насосы” фирмы Grundfos.

Циркуляционные насосы для отопления: разновидности, правила выбора, монтаж

Циркуляционный насос, которым могут оснащаться отопительные системы как закрытого, так и открытого типа, обеспечивает постоянное движение теплоносителя по элементам таких систем и, соответственно, повышает эффективность их использования. Основными конструктивными элементами любого циркуляционного насоса вне зависимости от его типа являются:

  • корпус, изготавливаемый из металлов и сплавов, устойчивых к коррозии;
  • приводной электродвигатель, который составляют обмотка статора и вращающийся в его внутренней части ротор;
  • колесо с лопастями – крыльчатка, ось вращения которой жестко связана с валом ротора.

Конструкция циркуляционного насоса

При подаче электропитания на обмотку статора циркуляционной помпы (так еще называют этот насос) ротор начинает вращаться, передавая крутящий момент крыльчатке. При вращении в рабочей камере крыльчатки с лопастями создается разрежение в подающей магистрали, что способствует всасыванию через нее жидкости из трубопровода. На жидкость, поступившую в рабочую камеру, воздействует центробежная сила, создаваемая при вращении крыльчатки, что приводит к повышению давления теплоносителя в камере и его выталкиванию под определенным напором через нагнетательный патрубок в контур отопительной системы. Благодаря напору потока нагретой рабочей среды, создаваемому посредством помпы, теплоноситель свободно циркулирует по контуру отопительной системы, преодолевая силу трения.

Применяя насос для отопления в частном доме, можно прогреть все помещения строения за очень короткий промежуток времени и поддерживать в них комфортную температуру, просто регулируя скорость функционирования такого устройства.

Система отопления с насосом на «обратке»

Более того, насосы позволяют экономить энергоресурсы, которые применяются для нагрева теплоносителя до определенной температуры. Практика показывает, что экономия газа при использовании циркуляционного насоса для отопления составляет приблизительно 25–30%. Такая ощутимая экономия достигается благодаря тому, что теплоноситель, запускаемый в отопительный контур при помощи циркуляционного насоса, достаточно быстро проходит через трубы и возвращается в котел еще достаточно теплым.

Понятно, что для нагревания до требуемой температуры еще не остывшего теплоносителя требуется меньше энергии, чем при выполнении такой процедуры с холодной жидкостью. Соответственно, для работы котла, нагревающего еще теплую жидкость-теплоноситель, требуется меньше топлива или электроэнергии, что и позволяет экономить на их расходе.

Основные разновидности

Все циркуляционные насосы для систем отопления делятся на два конструктивных типа: устройства с «сухим» ротором и насосы циркуляционные с «мокрым» ротором.

В циркуляционных насосах первого типа, что понятно уже из их названия, ротор не контактирует с жидкой рабочей средой – теплоносителем. Крыльчатка таких помп отделена от ротора и статора уплотнительными стальными кольцами, прижимающимися друг к другу при помощи специальной пружины, компенсирующей износ этих элементов. Герметичность данного уплотнительного узла в процессе работы насоса обеспечивает тонкая прослойка воды между стальными кольцами, формирующаяся за счет разницы между давлениями в системе отопления и во внешней среде.

Циркуляционные насосы для отопления с «сухим» ротором отличаются достаточно высокими КПД (89%) и производительностью, но есть у гидромашин данного типа и недостатки, в том числе сильный шум при работе и сложность в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Как правило, насосами данного типа оснащают отопительные системы промышленного назначения, в бытовых системах обогрева они используются достаточно редко.

Одноступенчатый циркуляционный насос с «сухим» ротором

Циркуляционный насос для систем отопления, оснащенный ротором «мокрого» типа, – это устройство, крыльчатка и ротор которого находятся в постоянном контакте с теплоносителем. Рабочая среда, в которой происходит вращение ротора и крыльчатки, выполняет роль смазки и охлаждающей жидкости. Статор и ротор насосов данного типа изолируются друг от друга при помощи специального стакана, изготовленного из нержавейки. Такой стакан, внутри которого располагаются вращающиеся в среде теплоносителя ротор и крыльчатка, защищает обмотку статора, находящуюся под напряжением, от попадания на нее рабочей жидкости.

КПД насосов данного типа довольно невысокий и составляет всего 55%, но технических возможностей такого устройства вполне достаточно для того, чтобы обеспечить циркуляцию теплоносителя в системах обогрева домов не слишком большой площади. Если говорить о достоинствах циркуляционных насосов с «мокрым» ротором, то к ним следует отнести минимальное количество шума, издаваемого при работе таких устройств, высокую надежность, простоту в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте.

Циркуляционный насос «мокрого» типа

Рекомендации по выбору

Циркуляционный насос для отопления будет обеспечивать ваш комфорт только в том случае, если вы правильно ответите на вопрос о том, как выбрать такое оборудование. Правильный подбор циркуляционного насоса для системы отопления предполагает предварительную оценку следующих параметров как самого устройства, так и элементов системы обогрева, на которую его планируется установить:

  • производительность насоса, которая характеризует, какой объем жидкости он в состоянии перекачать в единицу времени;
  • значение создаваемого напора теплоносителя (данный параметр характеризует, на какую высоту может быть поднята жидкость при помощи циркуляционной помпы);
  • диаметр трубопровода, на котором будет устанавливаться насос;
  • температура жидкости, циркулирующей по системе обогрева;
  • пропускная способность и производительность отопительного котла.

Кроме того, выбор циркуляционного насоса предполагает учет таких факторов, как объем обогреваемых помещений, температура воздуха в них, а также тип теплоносителя.

Определить основные монтажные и технические характеристики насосного оборудования позволяет маркировка циркуляционных насосов. Как выбрать циркуляционный насос для отопления по маркировке? Это несложно. Например, цифры 25–60 означают, что диаметр патрубков насоса составляет 25 мм, а величина создаваемого напора – 6 м вод. ст. (или 0,6 атм). Эти характеристики необходимо сопоставить с расчетными параметрами отопительной системы и решить, выбираем или не выбираем мы такой насос.

Читайте также:  Схемы котельной частного дома: принципиальная, функциональная, технологическая

Маркировка циркуляционного насоса

При выборе насоса для системы отопления надо обращать особое внимание на такой важный параметр данных устройств, как напор жидкости, который они способны создавать. При этом следует учитывать общую длину отопительного контура, по которому будет циркулировать теплоноситель. Любой специалист, рассчитав общую длину отопительного контура, подбирает для его оснащения циркуляционную помпу таким образом, чтобы на каждые 10 метров трубопровода приходилось примерно 0,6 м вод. ст. напора, создаваемого насосным оборудованием. Для отопительных систем, общая длина контуров которых не превышает восьмидесяти метров, достаточно одного циркулярного насоса. Если же длина отопительного контура больше, можно использовать сразу несколько циркуляционных насосов.

Прежде чем выбрать циркуляционный насос для системы отопления, следует учесть и диаметр труб, из которых такая система смонтирована. Обращать внимание на данный параметр необходимо потому, что трубы меньшего диаметра характеризуются более высоким гидравлическим сопротивлением, соответственно, чтобы циркуляция теплоносителя по таким трубам протекала нормально, необходим насос с более высокими напорными характеристиками.

Расчет производительности насоса

Как подобрать циркуляционный насос для отопления, ориентируясь на производительность такого устройства? Расход теплоносителя, который должен обеспечить конкретный циркуляционный насос, рассчитывают достаточно просто: его приравнивают к мощности отопительного котла. Например, для оснащения систем отопления, обслуживаемых котлом мощностью 25 кВт, следует выбирать циркуляционный насос с производительностью 25 л/мин. Это простое правило делает вопрос о том, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления по производительности такого устройства, легким даже для непрофессионалов.

Как выбрать насос для отопления, чтобы не только повысить эффективность использования системы обогрева дома, но и расходовать энергоносители (топливо для котла или электроэнергию) более экономно? Для этого обращайте внимание на модели устройств, режим работы которых можно регулировать. Используя регулируемые циркуляционные насосы, можно быстро прогревать дом при похолодании на улице, просто запустив их на максимальной скорости работы. Когда в помещениях установится комфортная температура воздуха, работу насосного оборудования переключают на экономичный режим.

Правила монтажа

Вопрос о том, как подобрать насос для оснащения автономных систем отопления, важен. Однако не менее важна правильность установки такого оборудования. В первую очередь необходимо правильно выбрать участок отопительной системы, на котором будет устанавливаться циркуляционный насос. При этом следует помнить, что насосу необходимо регулярное техническое обслуживание, поэтому доступ к оборудованию должен быть свободным.

Наиболее удачным местом для циркуляционных насосов в системах отопления частных домов является участок трубопровода, расположенный непосредственно перед входом в котел (обратка). Если установить помпу в верхней части нагревательного оборудования (на подающей магистрали трубопровода), то вместе с теплоносителем она будет высасывать из котла и воздух, что приведет к образованию вакуума в камере нагревательного устройства и закипанию жидкости в его завоздушенном пространстве. В том случае, если циркуляционный насос установлен на трубопроводе перед входом в котел, он будет не только минимизировать риск появления воздушных пробок в трубах, но и работать при более низкой температуре теплоносителя, что увеличит срок службы такой гидромашины.

Правила установки циркуляционного насоса

Насосы для отопления частных домов должны устанавливаться в трубопроводе таким образом, чтобы ось вала их ротора находилась в горизонтальной плоскости. Если пренебречь этим требованием, можно столкнуться не только с потерей значительной части мощности насосного оборудования (до 30%), но и с выходом циркуляционного насоса из строя из-за недостаточно эффективного охлаждения его движущихся частей.

Для того чтобы иметь возможность использовать отопительную систему даже в том случае, если в ней не будет запущен циркуляционный насос, надо оснастить ее обводной линией – байпасом. Если в работе отопительной системы задействован байпас, циркуляция теплоносителя происходит естественным образом. На байпасе (отрезке трубы, соединенном с отопительным контуром в обход циркуляционного насоса) монтируется шаровой кран, при открытии которого и начинает действовать обводная магистраль. Какой диаметр должна иметь труба, из которой изготавливается байпас? Следует иметь в виду, что ее поперечное сечение должно быть меньше, чем диаметр отопительных труб.

Монтажная схема байпаса

При изучении типовой схемы установки циркуляционного насоса появляется естественный вопрос о том, зачем в такой схеме используется фильтр, устанавливаемый на всасывающей магистрали насосного оборудования. Применение такого фильтра позволяет защитить насос от попадания в его внутреннюю часть твердых частиц, присутствующих в составе теплоносителя. Такие частицы, если их не отфильтровать, способствуют интенсивному износу движущихся деталей циркуляционного насоса и, соответственно, поломкам.

На участках трубопровода перед входом в насос и на его выходе следует установить шаровые краны, которые при демонтаже насоса позволят перекрывать подачу воды только на том участке трубопровода, где установлена гидромашина. Вместо одного из таких шаровых кранов можно использовать обратный клапан, что является более правильным решением.

Применение обратного клапана, размещаемого на выходе из циркуляционного насоса, защищает последний от такого негативного явления, как обратный противоток теплоносителя.

У большинства собственников частных домов и дач, которые собираются оснастить свои строения автономными системами отопления, не возникает вопросов о том, для чего нужен циркуляционный насос, поскольку он позволяет более эффективно и экономно обогревать помещения.

Особенности подбора циркуляционного насоса для системы отопления

Для того, чтобы смонтировать систему водяного отопления с принудительной циркуляцией, необходимо правильно подобрать и установить в ней циркуляционный насос, который и будет ее обеспечивать. В настоящее время, существует большое разнообразие моделей разных конструкций и с разными характеристиками. Какой же из них и как выбрать? В данной статье мы рассмотрим, как выполнить подбор циркуляционного насоса для системы отопления самостоятельно.

Основные критерии подбора

Для того, чтобы подобрать циркуляционный насос для системы отопления необходимо определить его основные характеристики, которые потребуются во время его эксплуатации: рабочий напор (давление) и расход (подачу), которые он должен обеспечивать. А для того, чтобы их определить, необходимо знать как мощность самой системы отопления, так и ее гидравлическое сопротивление. Оба эти показатели можно рассчитать более точно, с помощью сложных расчетов или упрощенно, с помощью расчета, который может сделать практически каждый. Его мы и рассмотрим.

Мощность системы отопления и требуемая подача

Как мы уже говорили, выполняя подбор циркуляционного насоса для системы отопления, в первую очередь, требуется определить ее тепловую мощность. Она должна соответствовать количеству теплоты, необходимому для отопления здания, которое, в свою очередь, определяется его площадью и уровнем теплоизоляции наружных конструкций (стен, пола, потолка, окон, дверей). Чтобы рассчитать этот показатель точно, необходимо учитывать их толщину, материал, конструкцию и другие факторы.

Для того, чтобы упростить расчет, можно взять средний показатель 100-150 Вт тепловой энергии на каждый 1 м 2 помещения, с высотой потолка до 3 м. Если здание утеплено достаточно хорошо можно брать меньшее значение. Так, например, для хорошо утепленного дома площадью 100 м 2 потребуется отопление тепловой мощностью 10 кВт. Если циркуляционный насос будет устанавливаться в уже существующую систему с естественной циркуляцией, то ее мощность можно узнать из технической характеристики котла, который установлен.

Теперь, зная необходимую мощность отопления, можно определить требуемую производительность (подачу) циркуляционного насоса по одной из следующих формул:

П = Q/(1,16 х ΔT), (кг/ч)

  • Q – тепловая мощность системы отопления (Вт);
  • ΔT – разница температур подающей и обратной трубы (для двухтрубных систем обычно принимается в пределах 20°С, а для теплого пола – около 5°С);
  • 1,16 – коэффициент удельной теплоемкости воды, Вт×ч/кг×°С ( для теплоносителей других типов этот показатель будет несколько другим и его можно узнать из справочной литературы или в интернете).

Еще одна формула, по которой можно вычислить требуемую производительность:

П = 3,6 х Q/(c × ΔT), (кг/ч)

где: с – удельная теплоемкость теплоносителя (для воды составляет 4,2 кДж/кг×°С).

Например, для рассмотренной выше мощности тепловой энергии 10 кВт и двухтрубной системы водяного отопления по первой формуле получим:

П = 10000/(1,16×20) = 431 кг/ч или 0,43 м 3 /ч (для теплоносителя-воды 1кг=1л).

Гидравлическое сопротивление и требуемый напор

Для того, чтобы сделать подбор насоса для системы отопления по этому параметру необходимо вычислить гидравлическое сопротивление, которое ему необходимо будет преодолеть для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя (воды). Для расчета можно использовать следующую формулу:

J = (F+R× L)/p× g (м)

  • L – длина системы до самого отдаленного радиатора (м);
  • R – гидравлическое сопротивление прямого участка трубы (Па/м);
  • p – плотность теплоносителя (для воды – 1000 кг/м 3 );
  • F – сопротивление соединительной и запорной арматуры (Па);
  • g – 9,8 м/с2 ( ускорение свободного падения).

Для точного расчета значения R и F можно найти в справочной литературе. Для упрощенного же можно принять усредненные данные, полученные экспериментальным путем:
R — в пределах 100-150 Па/м;
F – в зависимости от вида:

  • в каждом соединительном фитинге теряется дополнительно около 30% к потерям в прямой трубе на этом участке;
  • в трехходовом смесителе или подобных устройствах – дополнительно до 20%;
  • в терморегуляторах – до 70% от потерь в прямой трубе.

Кроме вышеприведенной, можно использовать другую формулу, предложенную специалистами известной германской фирмы Wilo:

J = R×L × k, м

где: k – коэффициент учитывающий сопротивление в запорной и регулирующей арматуре и который имеет следующие значения:

  • 1,3 – для простых систем без сложной арматуры;
  • 2,2 – с регулирующей арматурой;
  • 2,6 – для более сложных.

Если один насос будет обеспечивать циркуляцию в системе отопления с несколькими контурами (ветвями), то для его подбора необходимо учитывать суммарное их сопротивление. Если же планируется на каждый контур устанавливать отдельный насос, то каждую такую ветвь магистрали необходимо рассчитывать отдельно, как по тепловой мощности, так и по гидравлическому сопротивлению. При этом этажность здания, при расчете напора, не играет большой роли. Так как в замкнутой системе столбы жидкости подающей и обратной магистрали уравновешиваются.

Как выбрать циркуляционный насос по полученным данным

Вычислив и зная теперь основные требуемые параметры характеристики циркуляционного насоса можно легко подобрать требуемый вариант, используя графики характеристик, которые есть в инструкции по эксплуатации или паспорте любой модели. Как правило, такие графики имеют две оси: напора (давления) и расхода (подачи).

Рис. 1 Пример графика характеристики циркуляционного насоса

На имеющейся график мы можем нанести полученные ранее результаты, откладывая их значения по соответствующих осях, и на их пересечении получить рабочую точку, которая должна находиться немного ниже линии В графика, отображающего характеристики данного насоса (оптимальный вариант — А2). Если точка находится выше (А3 )– такой насос не подходит, он не сможет обеспечивать необходимую циркуляцию. Если рабочая точка будет находиться значительно ниже графика (А1), это тоже не очень хорошо, так как циркуляцию он будет обеспечивать, но имея слишком большой запас, будет потреблять больше электроэнергии, да и стоимость его также будет выше, чем насоса с более скромными характеристиками.

Рис. 2 Подбор насоса по графику его характеристик

Если модель имеет не одну, а 2 или 3 скорости, то и линий на графике характеристик будет, соответственно, 2 или 3. В этом случае, необходимо подбор насоса для системы отопления осуществлять по графику той скорости, на которой предполагается его эксплуатировать.

Другие факторы, влияющие на выбор

На подбор циркуляционного насоса для системы отопления, кроме рассмотренных выше, основных его параметров характеристики влияют и другие факторы, такие как: надежность, качество изготовления, температурный режим эксплуатации, стоимость, способ соединения и др.

Качество изготовления, надежность и долговечность, как правило, напрямую связаны со стоимостью. Производители, которые предлагают надежные и качественные модели, например: «Grundfos» (Дания), «Wilo» (Германия), «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo» (Италия), соответственно и оценивают свою продукцию.

Циркуляционный насос wilo в системе отопления

Отечественные или китайские модели стоят дешевле, но и гарантия их качества, соответственно, ниже. Здесь уже выбор каждый должен сделать сам, выбрать качественное изделие за более высокую цену или купить более дешевый циркуляционный насос, с сознанием того, что возможно его в скором времени придется менять.

Если есть желание сэкономить, то можно также приобрести б/у «Grundfos» или «Wilo», часто они могут нормально работать дольше новых китайских, но приобретать их лучше у знакомых проверенных специалистов, которые дают определенную гарантию.

Кроме этого, при выборе необходимо обратить внимание на тип и диаметр соединения насоса с трубами системы. Некоторые модели комплектуются соединительными элементами типа «американок», а к некоторым придется подбирать самостоятельно.
Еще один параметр, на который необходимо обратить внимание – температурный режим эксплуатации циркуляционного насоса, который должен быть в паспорте. Особенно это важно, если он будет устанавливаться на подающей трубе в системе с твердотопливным котлом. В этом случае, максимально допустимая температура должна быть не менее 110°С. Если же, насос будет устанавливаться на «обратке», то это не столь важно, так как температура на входе котла редко превышает 80°С.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию