Циркуляционные насосы для отопления дома: виды, устройство, советы по выбору и расчёт параметров

Циркуляционный насос - аппарат, который непрерывно перемещает горячую воду по замкнутому контуру системы отопления в частных домовладениях. Устройства перекачивают воду температурой до 110-115°С. Для обогрева частных домов используются малошумные аппараты с муфтовым присоединением и «мокрым» ротором (якорь двигателя остужается протекающей водой).

Функции циркуляционных насосов

• принудительно циркулирует теплоноситель в трубопроводе;
• увеличивают напор при слабом давлении;
• оснащают теплоносителем удалённые пункты обогревательной системы;
• создают работу тёплого пола.
• дисплеи контролируют систему и проверку оборудования;
• таймер устанавливает время запуска привода;
• термодатчики определяют температуру электродвигателя и наличие воды в системе.

Устройство отопительного насоса

Циркуляционный насос состоит из электрического двигателя, вала для передачи крутящего момента, размещённая в камере типа «улитка» крыльчатка. Механизмы прибора облачены в покрытый антикоррозийным покрытием металлический корпус.

С помощью стандартная маркировки можно оперативно найти нужный насос для заданной системы отопления. Пример маркировки циркуляционного насоса — UPS 25-40 180, где

UP — вид насоса;

S — обозначение нескольких рабочих режимов. Если буквы S нет в маркировке — значит насос обладает одной скоростью;

25 — диаметр входной трубы, указывается в мм;

40 — напор, измеряется в дециметрах;

180 — монтажная длина прибора в мм;

Помимо этого, в маркировке могут указываться:

F — фланец с резьбой,

материал: N — сталь, B — бронза. Если на изделии отсутствует буква обозначения, то оно изготовлено из чугуна.

Виды циркуляционных насосов

Аппараты подразделяются на 2 типа: с мокрым ротором и сухим ротором.

- В устройствах с мокрым ротором ротор и крыльчатка соприкасаются с теплоносителем, а статор размещен в герметичном стакане. У данных устройств длительная продолжительность работы, лёгкая установка и использование, бесшумная работа. Оборудование эксплуатируется в квартирах и частных домах. Два плюса насосов с мокрым ротором:

- самостоятельно удаляют воздушные пробки;

- перемещаемая жидкость смазывает и охлаждает электродвигатель.

- Насос с сухим ротором состоит из двух раздельных узлов. В контакте с тепловым носителем размещены лишь лопасти колеса, которые перемещают горячую воду по системе. Устройства используются на предприятиях и производствах, где протяжённость трубопровода более 200 метров. Особенности насосов с сухим ротором:

- увеличенный напор теплоносителя,

- малое энергопотребление,

- перекачка жидкости с температурой до 115°С.

Минус:

- Сильный шум;

Главные технические характеристики насосов для отопления

• Производительность - величина, показывающая количество теплоносителя, перемещаемого насосом за единицу времени;
• Напор - показатель высоты, на которую данный насос поднимает столб жидкости. Данный показатель важен для отопительных систем домов в два и более этажей. В таких строениях высокое гидравлическое сопротивление в контурах и его надо преодолеть;
• Мощность двигателя показывает количество энергии, необходимое для подъёма или перекачки жидкости на определённую высоту и скорость. Измеряется в ваттах или лошадиных силах. Мощность указывается на специальной табличке насоса или в техническом паспорте;
• Максимальная температура. В отопительных системах перекачивается горячий теплоноситель. Если насос не приспособлен к подобным условиям, его заклинит или появится другая поломка. При вращении детали устройства нагреваются, и повышение температуры от окружающей среды для многих моделей становится чрезмерной нагрузкой.
• Размеры соединительных элементов, которые должны соответствовать размерам соответствующих деталей насоса;

При выборе насосного агрегата технические характеристики сравниваются с параметрами отопительной системы. Следует выбирать устройства, которые выдерживают температуру до 110° C.

Отличия циркуляционных устройств от центробежных и прочих типов насосов:

• конструкция – электрический мотор и крыльчатка монтируются внутри корпуса; патрубки выходят по бокам нижней части, а не средней;
• присутствие «мокрого» ротора, уменьшающего шум вращения крыльчатки;
• два типоразмера монтажной трубки: 130 и 180 мм;
• условный проход патрубков — 15, 20, 25 и 32 мм, присоединение — муфтовое (резьбовое);

Выпускаются циркуляционные нагнетатели, выдающие напор в 2, 4, 6, 7, 8, 10 бар. Обычно в домах используются модели с напором 4 или 6, иногда 8 бар, устройства с давлением 10 бар в частных жилищах не используются. Небольшие агрегаты длиной 130 мм с патрубками ½ и ¾ дюйма устанавливаются в котлах, крупные (180 мм, патрубки 1 и 1 ¼») врезаются в отопительные магистрали.

Как выбрать насос для отопления: четыре способа

1. Идеальный способ – провести полный гидравлический расчет и вычислить главные свойства насоса: напор и производительность. Так проектируются общедомовые теплосети многоэтажек и промышленных объектов.

2. Если новый перекачивающий аппарат устанавливается для замены старого отработавшего, то новое устройство выбирается с теми же параметрами.

3. Для разработки схемы домашней отопительной системы обратиться к инженеру–теплотехнику.

4. По упрощенному алгоритму самостоятельно рассчитать нужный напор насоса.

Формула расчёта требуемых особенностей насоса

С обогревом жилых помещений площадью до 250 м² справиться любой бытовой насос, развивающий давление 4 м водного столба (0.4 бар). Для обогрева домов от 250 до 500 м² более подходящим будет аппарат с напором 6 м (0.6 бар), более 500 м² – 8 м. вод. ст. или 0.8 бар.

Производительность насоса вычисляется по формуле:

G=0.86*Q/Δt, где:

- G – массовый расход теплоносителя, кг/ч;

- Q – общая нагрузка на отопление, Вт;

-тΔt – расхождение между температурами воды в подающей и обратной линии. Для расчётов берётся 20 °С.

Плотность воды не меняется при нагреве в диапазоне до 100 °С, для простоты расчетов массовый расход приравнивается к объемному. Пример: G = 250 кг/ч = 250 литров в час.

Для досконального расчёта тепловой нагрузки используется методика СНиП Для простоты расчёта берётся число теплоты по площади. Пример: для обогрева двухэтажного дома площадью 200 м² требуется 22 кВт теплоты. Расход теплоносителя и необходимая производительность насоса составят: G = 0.86 х 22000 / 20 = 946 кг/ч = 0.95 т/ч = 0.95 м³/ч.

Сечение и диаметр идущей от котла основной магистрали вычисляется формулой:

F=G/3600*U, где:

F – площадь поперечника трубы, м²;

ʋ — скорость движения воды, берётся 0.5-1 м/с.

Чем меньше скорость течения воды, тем ниже сопротивление трению о стенки отопительной системы. Для примера: скорость движения воды 0.6 м/с, посчитаем сечение магистрали: F = 0.95 / 3600 х 0.6 = 0.00044 м². Диаметр прохода рассчитывается формулой площади круга, в данном примере он составит 24 мм. Внутренний диаметр трубы и присоединительных штуцеров насоса составит 25 мм.

Расчет отопительной схемы с батареями

В данной схеме перекачку горячей воды сдерживает сила трения жидкости о стенки, сопротивление от сужения протока в регулировочных вентилях и поворотов на фитингах. Для вычисления сопротивления, которое преодолевает циркуляционный агрегат, применяется упрощенная формула:

H=R*L*Z, где:

- H – искомый перепад давлений в метрах водного столба;

- R – удельное сопротивление трению, считается в м. вод. ст. на 1 погонный метр трубопровода;

- L – протяжённость наиболее длинной ветви отопления, измеряется от источника тепла до последнего радиатора;

- Z – коэффициент местных сопротивлений.

Как вычисляется:

• Насос создаёт одинаковое давление на входе в каждую ветвь отопления. Поэтому для расчетов используется наиболее протяженная линия в системе, ее длина в метрах - показатель L в формуле. При проектировании двухтрубной системы принимаются две линии – обратная и подающая.
• Удельное сопротивление R берется за 0.015 м водного столба на 1 м магистрали из пластиковых труб.
• Если проток через батареи регулируется термостатическими клапанами, применяется коэффициент Z = 2.2. Если радиаторы снабжены шаровыми кранами и балансировочными вентилями, тогда Z = 1.5.
• Последним шагом рассчитывается нужное давление и выбирается необходимая модель аппарата.

Для расчёта длины линии тупиковых и кольцевых схем суммируется протяжённость подачи и обратки. Если схема не разработана, длина вычисляется по внутренним габаритам дома: величина I этажа + высота потолка + ширина II этажа.

Пример расчёта. Длина L по габаритам здания равна (10 + 3 + 10) х 2 = 46 м, Z = 2.2. Требуемый напор составит 0.015 х 46 х 2.2 = 1.518 ≈ 1.5 м. Прибавим запас 1 м на неучтенные сопротивления котла и дополнительного оборудования, получаем необходимое давление 2.5 м водяного столба.

На прилагаемом к паспорту насоса графике обозначаем линию производительности и напора, после чего выбираем нужную модель.

Расчёт отопительной схемы для теплых полов

Теплоноситель подаётся в напольные контуры отдельным насосом, функционирующим в сочетании с подмешивающим клапаном. Максимальная протяжённость петли не превышает 100 метров. Источники сопротивления – термостатический вентиль коллектора и смесительный клапан. Для расчёта по предыдущему алгоритму потребуются цифры:

• число контуров;
• максимальная длина трубы;
• общий расход теплоносителя через гребёнку.

Необходимое давление насосного агрегата считается по наиболее протяженной петле, пользуясь данной выше формулой. Подставляем аналогичные значения R, L и Z. Пример: тот же двухэтажный дом с тепловой нагрузкой 22 кВт и расходом воды 0.95 м³/ч, максимальная длина петли – 80 м. Величину R берем 0.015, Z – 2.2, тогда напор H = 0.015 х 80 х 2.2 = 2.64 м. Сопротивление магистрали не учитывается, если котёл оснащён собственным насосом. В данном примере давление коллекторного агрегата – минимум 2.64 м.

Расчёт отопительной схемы для котлов

В схемах обвязки твердотопливных котлов монтируется отдельный насос для перекачки воды по малому кольцу через трехходовой клапан или буферную емкость. Аналогичная схема применяется в системе первичных-вторичных колец. К основному контуру подключаются линии радиаторного отопления, теплых полов и бойлера ГВС. Работающий в основном кольце насос не испытывает заметного сопротивления: магистраль короткая , фитингов и арматуры немного. Поэтому напор основного агрегата часто ниже напора вторичных нагнетателей, доставляющих теплоноситель к отопительным устройствам.

Параметры нужной модели насоса вычисляются аналогично: по производительности котла рассчитывается подходящий объем теплоносителя и высчитывается располагаемый напор.

Некоторые нюансы конструкции циркуляционных насосов

• На трубопроводах, байпасах и смесительных узлах напольного обогрева монтируются стандартные нагнетатели длиной 180 мм. В теплогенераторах, на магистралях в сильно ограниченном пространстве используются аппараты длиной 130 мм.
• Диаметр присоединительных патрубков обычно равен сечению основного трубопровода. Использование увеличенного типоразмера возможно, уменьшенного нет.
• Все готовые байпасы выпускаются с одинаковой монтажной длиной 18 см, их размеры соответствуют стандартному насосу
• Для домашнего использования достаточно аппарата с тремя скоростями.
• Насосы данного типа оснащаются стандартными боковыми винтами для стравливания воздуха, поэтому дополнительный воздухоотводчик не требуется.

Важные параметры для выбора циркуляционного насоса

Для удачной покупки подобного устройства, верно рассчитайте расход и напор теплоносителя, а ещё использование электроэнергии. Выбор циркуляционного насоса производится на основе следующих параметров:

- Место монтажа агрегата. Циркуляционный насос устанавливается на обратный контур для снижения износа элементов прибора, в подходящем для ремонта или замены месте. Аппарат крепится после расширительного бака, чтобы миновать вихревые потоки в системе отопления. Если установить агрегат перед радиатором, возникает существенный перепад температур теплоносителя.

- Мощность. Циркуляционные насосы с увеличенной мощностью в некоторых системах отопления - фактор аварийных ситуаций. Низкая мощность приведёт к низкому КПД оборудования и недостаточному обогреву. Мощность вычисляется по формуле: мощность котла делится на разницу температур подачи и обратки. Для работы тёплого пола используются насосы с большой мощностью.

- Температурный диапазон — температуры, при которых оборудование хорошо работает. Нарушения диапазона приводят к неисправностям рабочих деталей насоса.

- Материал рабочего колеса. Данная деталь в разных моделях изготавливается из различных материалов: пластика, чугуна, нержавеющей стали и латуни. Чугун является устойчивым к износу материалом. Агрегаты с чугунным рабочим колесом оптимальны для использования в системах малой и средней мощности. Дольше других прослужат детали из нержавеющей стали и латуни. Латунные поверхности не склонны к коррозии, на них не собираются органические или неорганические отложения. Рабочее колесо из пластика менее прочное.

Советы для выбора устройства

1. Как отличить нелегальные насосы от оригинальных:

• подделка заметно легче оригинала;
• номер изделия нанесён лишь на наклейку, корпус агрегата чистый;
• устройства в одной партии нередко бывают с одинаковыми номерами;
• агрегат плохого качества шумит и пищит, отработав лишь один сезон;
• при работе сильно греется корпус;

2. Некоторые поддельные насосы отопления отличаются от оригинала намного меньшей ценой. Причина – использование алюминиевой обмотки для снижения себестоимости. Такие изделия заметно легче. Для выявления такой подделки найдите на официальном сайте производителя массу оригинальной модели и сопоставьте с предлагаемым образцом.

3. Маломощный насос выдаст низкий напор, а дальние батареи прогреются плохо. При слишком мощном напоре появится шум в радиаторах, насосный агрегат быстрее сломается.

4. Современные нагнетательные устройства поддерживают несколько режимов работы (скоростей). Отдельные модели поддерживают до семи режимов.

Купить циркуляционные насосы для отопления можно в нашем интернет-магазине «Промышленная Автоматизация».

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.