Элементы и принцип функционирования системы
Однотрубная система, которую также именуют Ленинградкой. представляет собой замкнутый контур. В этом контуре объединен и подающий, и обратный трубопровод. Система заполняется антифризом или водопроводной водой. Для последнего предусматривают подвод отдельного трубопровода с запорной арматурой. Для слива теплоносителя обязательно присутствует отдельный патрубок с вентилем, ведущий в канализацию. Узел пополнения системы желательно оборудовать фильтром.
Основные элементы системы отопления
Теплоноситель, нагреваемый в змеевике котла, поступает в трубопровод, проходит через стояки и радиаторы, отдает энергию, остывая, протекает через насос, который нагнетает поток, движущийся в котел. Для предотвращения аварийных ситуаций в системе присутствует бачок закрытого (мембранного) либо открытого типа. Независимо от типа бачка, монтаж производится на верхнем техническом этаже здания (либо чердаке дома).
Также в системе обязательно присутствует группа безопасности (иногда называется блоком безопасности). В приборе объединены следующие элементы:
- воздухоотводчик;
- предохранительный клапан;
- манометр и термометр (могут быть объединены в едином корпусе).
В случае возникновения аварийной ситуации, связанной с чрезмерно высоким давлением, группа безопасности выровняет его и предотвратит поломки оборудования и разрыв трубопроводов. С помощью прибора легко регулировать температуру и давление в системе отопления. Иногда приборы, которые входят в состав группы безопасности, монтируют на подающий трубопровод по отдельности, врезая предохранительный клапан выше уровня котельного оборудования, но чаще в систему отопления подключают единый блок безопасности, сокращая время на монтаж.
Манометр и термометр в одном корпусе
Группа безопасности. Фото
Радиаторы в однотрубной системе могут подключаться по нескольким схемам – параллельно, диагонально, с байпасами и т.д. На этапе монтажа рекомендуется устанавливать регуляторы температуры на каждый радиатор. Дополнительно для стравливания воздуха и предотвращения образования воздушных пробок стоит на каждый радиатор установить краны Маевского либо приобрести батареи отопления с уже вмонтированными кранами.
Сепаратор воздуха — аналог клапана Маевского
Отдельно о насосе и его выборе
В системах с естественной циркуляцией используются трубы увеличенного диаметра, что необходимо для преодоления потоком теплоносителя гидравлического сопротивления. Гидравлический насос же «подталкивает» теплоноситель, позволяя ему преодолевать сопротивление даже в трубах небольшого диаметра.
В быту обычно применяются насосы мощностью до 100 Вт. Этот прибор прогоняет через себя поток, увеличивая его скорость, но не изменяя существующий объем. Чтобы выбрать насос, следует правильно определить величину необходимого напора.
Для расчета необходимо узнать мощность отопительного прибора. Этот показатель равен количеству воды, которая проходит через котел (расход).
Мощность (кВт) = Расход (л/мин)
Если мощность котла составляет 50 кВт, то расход будет равен 50 литрам в минуту. Через радиатор мощностью 5 кВт за минуту проходит 5 литров воды. Такой же принцип используется для всех участков цепи.
где L – длина циркуляционного кольца.
То есть, для каждых десяти метров системы требуется 0,6 кВт мощности. Для отрезка 50 м необходим насос мощностью 3 кВт. Для отрезка 100 м – 6 кВт. В приведенной ниже таблице указаны рекомендуемые диаметры труб, при выборе трубы диаметром меньше необходимого, рекомендуется приобретать насос с увеличенными показателями мощности и напора.
Таблица 1. Соотношение диаметра трубопровода и расхода теплоносителя
В системе может присутствовать не один насос, а два. В случае поломки одного насоса, второй (резервный) поможет предотвратить перерыв в работе всей системы отопления.
Насосное оборудование стоит монтировать на участке с остывшим теплоносителем, так как высокие температуры жидкости, которая проходит через оборудование, приводит к уменьшению срока службы подшипников, сальника, ротора.
В частных домах часто используются циркуляционные насосы «мокрого» типа без дросселя. Корпус насосов обычно чугунный, а ротор стальной либо изготовленный из прочного пластика. Такие модели в течение двух десятков лет не нуждаются в смазке и ином обслуживании. Роль смазки и охлаждения играет теплоноситель.
Какую ставить скорость на насосе отопления при малой мощности котла
Регулировка мощности циркуляционного насоса, как правило, проводится с целью повысить или, наоборот, снизить его производительность. Чем выше его скорость, тем быстрее горячая вода проходит по трубам и тем больше тепла она отдаёт. В свою очередь, чем она ниже, тем медленнее жидкость проходит по системе, быстрее остывает и соответственно теплоотдача будет меньше.
Минимальную мощность отопительного оборудования устанавливают преимущественно весной. В это время на улице уже довольно тепло, но сам дом прогревается недостаточно и есть необходимость в небольшом подогреве помещения.
Скоростные режимы насосов могут отличаться в зависимости от модели и комплектации. В среднем минимальный показатель составляет 30—35 л/мин, максимальный — 80—90 л/мин.
Для чего нужно проверять настройки
Чтобы удостовериться в максимальной производительности прибора перед началом эксплуатации рекомендуется проверить его настройки. Делается это, как правило, по двум параметрам.
Шумоизоляция. Существует несколько причин, по которым отопительный прибор может издавать сильный шум:
- неправильный монтаж;
- воздух в трубах;
- перепады напряжения;
- неисправность устройства.
Чтобы избежать этих проблем установку лучше доверить мастеру, который проведёт комплексную диагностику, убедится в правильности монтажа и функциональности аппарата.
Равномерный обогрев. Главной причиной неравномерного обогрева радиаторов является недостаточная мощность. Невысокая скорость способствует быстрому остыванию воды, в результате чего тепло просто не доходит в конец системы.
К аналогичной проблеме приводит также завоздушенность или неправильно подобранный режим терморегулятора. Может повлиять на производительность прибора и неправильный монтаж. Особенно это касается алюминиевых и биметаллических батарей, которые должны быть установлены максимально ровно.
Для чего нужен насос в системе отопления
Циркуляционные насосы для отопления частных домов, предназначены для создания принудительного движения теплоносителя в водяном контуре. После установки оборудования, естественная циркуляция жидкости в системе становится невозможной, насосы будут работать в постоянном режиме. По этой причине, к циркуляционному оборудованию предъявляют высокие требования относительно:
- Производительности.
- Шумоизоляции.
- Надежности.
- Длительного срока эксплуатации.
Циркуляционный насос нужен для «водяных полов», а также двух- и однотрубных систем отопления. В больших зданиях используется для систем ГВС.
Как показывает практика, если установить станцию в любую систему с естественной циркуляцией теплоносителя, увеличивается эффективность обогрева и равномерное прогревание по всей длине водяного контура.
Единственный минус такого решения, это зависимость работы насосного оборудования от электричества, но проблема, как правило, решается подключением источника бесперебойного питания.
Установка насоса в систему отопления частного дома оправдана как при создании новой, так и при модификации уже существующей системы отопления.
Принцип действия циркуляционного насоса
Работа циркуляционных насосов может несколько отличаться, в зависимости от типа конструкции, но принцип действия остается неизменным. Производители предлагают более сотни моделей оборудования, с различными параметрами производительности и управления. По характеристикам насосов можно разделить станции на несколько групп:
- По типу ротора – для усиления циркуляции теплоносителя, можно применять модели с сухим и мокрым ротором. Конструкции отличаются по расположению рабочего колеса и движущихся механизмов в корпусе.Так, в моделях с сухим ротором, с жидкостью теплоносителя соприкасается исключительно маховик, создающий давление. «Сухие» модели имеют высокую производительность, но имеют несколько недостатков: создается высокий уровень шумов от работы насоса, требуется регулярное обслуживание.Для бытового применения лучше использовать модули с мокрым ротором. Все движущиеся части, включая подшипники, полностью помещены в среду теплоносителя, служащего смазкой для деталей, на которые приходится наибольшая нагрузка. Срок службы водяного насоса «мокрого» типа в системе отопления, составляет не менее 7 лет. Необходимость в обслуживании отсутствует.
- По типу управления – традиционная модель насосного оборудования, чаще всего устанавливаемая в бытовых помещениях небольшой площади, имеет механический регулятор с тремя фиксированными скоростями. Регулировать температуру в доме с помощью циркуляционного насоса механического типа, достаточно неудобно. Модули отличает большой расход электроэнергии.Оптимальный насос имеет электронный блок управления. В корпус встроен комнатный термостат. Автоматика самостоятельно анализирует температурные показатели в помещении, автоматически изменяя выбранный режим. Расход электроэнергии при этом сокращается в 2-3 раза.
Существуют и другие параметры, отличающие циркуляционное оборудование. Но для выбора подходящей модели, достаточно будет знать о перечисленных выше нюансах.
Устройство и принцип работы циркуляционного насоса
Устройство представляет собой одну из модификаций гидравлической центробежной машины и состоит из следующих основных узлов:
- Металлического или полимерного корпуса;
- Ротора, обеспечивающего вращение крыльчатки;
- Трубины;
- Манжетных, дисковых и лабиринтных уплотнений;
- Электронного блока управления, позволяющего контролировать параметры электродвигателя и устанавливать требуемый режим.
Входной и выходной патрубки могут иметь различное расположение, что позволяет выбрать циркуляционный насос, оптимально вписывающееся в схему спроектированного контура. Благодаря небольшим габаритным размерам, помпа нередко устанавливается в корпусе теплогенератора, что существенно упрощает монтаж трубопровода.
Принцип действия циркуляционного насоса
Процесс принудительной подачи можно условно разделить на несколько этапов:
- Всасывание жидкого теплоносителя через входной патрубок;
- Вращающаяся турбина отбрасывает жидкость к стенкам корпуса;
- За счет центробежной силы увеличивается рабочее давление теплоносителя и происходит его перемещение через выходной патрубок в магистральный трубопровод.
В процессе перемещения рабочей среды к краю турбины, увеличивается разряжение во входном патрубке, что обеспечивает непрерывный забор жидкости.
Если мощности встроенного в теплогенератор прибора недостаточно для обеспечения эффективной циркуляции, добиться необходимых параметров можно, установив в систему дополнительный циркуляционный нагнетатель.
Основные виды
Выделяют циркуляционные отопительные насосы двух типов: с сухим и мокрым ротором.
Достаточно мощные агрегаты с высокой производительностью (КПД = 80-85%), которые отлично справляются с нагрузкой в разветвленных отопительных системах частных домов. При необходимости обогревать большие площади лучше выбрать именно такой тип, несмотря на стоимость. Здесь все рабочие узлы изолированы от воды уплотнительными кольцами, поэтому не испытывают коррозионного воздействия. Охлаждение мотора осуществляется специальным вентилятором на корпусе. Но у такой конструкции есть свои минусы: вращающиеся детали часто нуждаются в подновлении смазки, без которой они быстро изнашиваются. Кроме того, сухие насосы весьма требовательны к качеству воды. Различные взвеси могут заметно сократить срок службы торцевых уплотнителей.
Большим плюсом является возможность замены двигателя, если система отопления частного дома нуждается в модернизации. В этом случае легко выбрать и установить привод помощнее, чтобы он мог справляться с увеличившимися нагрузками. По принципу подключения двигателя принято дополнительное разделение сухих насосов на два подвида:
По расположению входного патрубка также различают вертикальные, горизонтальные и моноблочные модели.
«Сухой» циркуляционный насос – очень шумный агрегат. Поэтому его лучше вынести в отдельное помещение, максимально удаленное от жилых комнат. Не помешает и устройство дополнительной системы звукоизоляции стен.
2. С мокрым ротором.
Самый простой по конструкции циркуляционный насос для отопления. Его рабочие лопасти и ротор находятся в постоянном контакте с теплоносителем, то есть воздействуют непосредственно на него. Одновременно проходящая вода выступает в роли своеобразной смазки для вращающихся элементов механизма, а также отбирает избыток тепловой энергии, предотвращая перегрев узлов.
Циркуляционный насос с мокрым ротором работает в контуре отопления практически бесшумно, поскольку все звуки поглощаются и гасятся водой. Но этим его преимущества перед сухим «коллегой» не ограничиваются. Бесспорными достоинствами можно назвать:
- Компактность и небольшой вес.
- Длительное безаварийное функционирование.
- Простоту в обслуживании и, если потребуется, в ремонте.
Меньшее энергопотребление в этот список включать не стоит, поскольку выдаваемая мокрым ротором мощность тоже будет ниже, чем у сухого. Причиной тому – слабые показатели КПД (около 50%). Да и скорость насоса в системе отопления не позволит применять его на линиях большой протяженности. Его предел – городская квартира или частный дом простой планировки.
Явным минусом агрегатов с мокрым ротором можно назвать их требовательность к качеству теплоносителя. Ресурс у такого оборудования очень большой, но чем хуже будет вода в системе обогрева, тем скорее он выработается. И если в случае с сухим типом замены потребует только резиновый уплотнитель, мокрый придется выбросить и купить новый.
Сантехники: Вы будете платить за воду до 50% МЕНЬШЕ, с этой насадкой на кран
Популярные модели с мокрым ротором:
- Насос Wilo Star-RS – предусматривает возможность регулировать частоту вращения крыльчатки, то есть, по сути, управлять производительностью.
- Star STG – от предыдущей модели отличается более высокой тепловыносливостью. Он может проработать около двух часов при увеличении температуры носителя до +120 ºС. Но нормальными условиями отопления для него остаются стандартные для этой серии +110 ºС.
- Wilo Top S – подключается к одно- или трехфазной сети. Рабочая температура в системе – +130 ºС. Кроме того, он имеет дополнительную функцию автоотключения, если отопление по какой-то причине перестанет работать (например, потухнет котел).
- Grundfos серия UPS – отлично зарекомендовавшие себя немцы, на которые в отзывах жалуются только по поводу высокой цены. В остальном владельцы единодушно называют эти насосы неубиваемыми. Причем даже в условиях, далеких от идеала.
- Джилекс Циркуль – почти вдвое дешевле аналогов от Grundfos, но свой ресурс отрабатывают честно.
Особенности насосов Вило TOP-S
Такие модели предназначены для помещений с площадью до 1400 м2. С помощью этих устройств можно обеспечить ускоренную циркуляцию теплоносителя во всех системах отопления. Технические характеристики:
- Оборудование может работать в пределах от -20 до +130 градусов, иногда возможно увеличение температуры до 140 градусов, но не более.
- Труба соединяется с помощью фланца или же резьбы.
- Наибольшее допустимое давление: 6, 10, 6/10, 16 бар (индивидуальное исполнение).
- Три скорости переключения.
- Расширены функции сигнализации, двигателя и индикации.
- Термоизолирующий кожух.
Плюсы и минусы Вило
Негативных отзывов циркуляционных насосов Вило практически не имеется, но есть очень большой риск купить подделку. её почти невозможно отличить от настоящей. Оборудование пользуется спросом благодаря следующим преимуществам:
- Эти устройства долговечны.
- Имеется несколько ступеней защиты.
- Есть возможность ручного переключения оборотов двигателя.
Другие параметры для выбора насоса
Кроме ключевых параметров, при выборе конкретной модели нужно обращать внимание еще на ряд ее важных характеристик
Рабочая температура
В документации к насосу указывается, с какой температурой теплоносителя он может работать. У большинства производителей, особенно моделей бюджетного сегмента, данный показатель завышен. Так, если заявлено 90% на недорогом устройстве, на практике оно сможет безаварийно работать с теплоносителем в 70-80 градусов Цельсия.
Здесь ключевое требование — соответствовать параметрам нагревателя и сети отопления в целом. В системе теплых полов температура воды достаточно низка. Равно как и в нескольких других схемах. А вот при использовании нагревательного котла потребуется или покупать достаточно дорогой насос, либо регулировать температуру воды на входе трубной сети.
Качественные и надежные циркуляционники имеют допустимые параметры рабочего тела в 110-130 градусов. Цена таких решений высока. Однако претензий к их надежности у пользователей — минимум.
Рабочее давление
В одно и двухэтажных домах давление в отопительной сети обычно не превышает 2 атм. Очень редко этот параметр составляет от 3 до 4 атм. Правильно рассчитанный по характеристике напора насос справится с возложенной на него задачей
Однако если нужно выбрать недорогой циркуляционник, на его показатель рабочего давления стоит обратить пристальное внимание
Системы защиты
Автоматика защиты — крайне полезная опция циркуляционного насоса. Она значительно продляет срок службы устройства или блокирует возникновения аварийных ситуаций. Сегодня распространены два типа защиты.
- От перегрева. Термопара, контролирующая температуру электродвигателя, автоматически выключит насос при его перегреве.
- От сухого хода. Особенно важна в моделях с мокрым ротором. Она не даст перегреться двигателю.
Количество скоростей
Насос циркуляционный Grundfos ALPHA2 32-40, 3 скорости
Более сложные насосы могут иметь большее число скоростей или регулироваться электроникой по внешнему сигналу, обеспечивая плавную отдачу мощности и полностью контролируемый расход.
Конструкционное исполнение
Говоря о конструкционном исполнении, имеются в виду размеры штуцеров, габариты и материал корпуса. Относительно последнего все просто. Чугунные корпуса прочны, долговечны, способствуют лучшему отводу тепла от двигателя. Недорогие пластиковые практичны и приемлемы для насосов, устанавливаемых в местах, где им не грозят перепады температуры или механические повреждения.
Штуцеры в идеале должны соответствовать параметрам сети. То есть для пластиковой трубы 25 мм выбирается насос с такой же характеристикой. Больший диаметр штуцера допускается. Насос можно подключить при помощи переходников разного рода. А вот меньший диаметр — не допускается.
Размеры насоса стандартизированы
Габариты стандартного насоса нормированы. Это 180 мм между точками подключения на штуцерах. Все байпасы и сгоны, которые предлагаются в магазинах, рассчитаны именно на такой размер. Есть более компактные решения, для размещения внутри оборудования или в условиях ограниченного пространства. Длина такого насоса 130 мм.
Расчет рабочего давления в контуре
Хорошее и не очень о насосах для систем отопления.
Watch this video on YouTube
Производя выбор циркуляционного насоса для системы отопления расчет необходимо произвести и по такому показателю как давление внутри трубопровода. Для этого можно воспользоваться соотношением:
P = (R x L + Z) / p x q, где:
- P – величина давления;
- R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;
- L – общая длина
- Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;
- р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;
- q – значение ускорения свободного падения.
При недостатке данных для расчета по приведенной формуле, можно воспользоваться упрощенным соотношением:
P = R x L x ZF, где
R – величина сопротивления потоку в прямом участке трубы, составляющая приблизительно 100 – 150 паскалей на 1 метр, выраженное в удобной для расчета форме оно составит 0,01 – 0,015 метра на метровый участок трубы;
L – общая протяженность трубопровода, на двухтрубной схеме отопления учитываются как прямой, так и обратный контур;
ZF – коэффициент увеличения, зависящий от следующих показателей:
- для системы с шаровыми кранами, для которых несвойственно уменьшение просвета трубопровода, и с правильно подобранными фитингами он принимается равным 1,3;
- при использовании дроссельных или терморегулирующих устройств его значение составит 1,7.
Насос отопления. Устанавливаем правильно
Watch this video on YouTube
Производя выбор циркулярного насоса для системы отопления, расчет его характеристик представляется как необходимая процедура.
Практика применения циркуляционных насосов дает возможность их подбора без вычислений необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.
Таблица для эмпирического подбора насоса
Таблица 1.
| Отапливаемая площадь (м2) | Производительность (м3/час) | Марки |
| 80 – 240 | От 0,5 до 2,5 | 25 – 40 |
| 100 – 265 | Та же | 32 – 40 |
| 140 – 270 | От 0,5 до 2,7 | 25 – 60 |
| 165 – 310 | Та же | 32 – 60 |
Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.
Как выбрать циркуляционный насос
Watch this video on YouTube
Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.
Основные производители
Циркулярные насосы для систем отопления выпускаются множеством европейских производителей с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.
Компания Wilo. Производимые в Германии насосы этого концерна занимают довольно большое место на профильном рынке. Отличаются высоким качеством и устойчивой работой. Практически все модели этого производителя оборудованы автоматическим и ручным управлением. Настраиваются не только обороты ротора, но и деблокирующие функции, включая величину давления в системе.
Компания DAB. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российский рынок, более 40 лет представляя центробежные насосы. Особенностью продукции DAB являются применяемые на панели управления дисплеи, очень удобные для взаимодействия с установкой и контролем процесса работы.
Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует уже более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудования различного назначения. Следует отметить, что этот производитель является явным и давно признанным профильного рынка. Впечатляет плодотворность и творческий подход компании, выпускающей на рынок до сотни новых моделей своей продукции ежегодно.
Оборудование этого производителя для систем отопления выходит под маркировкой UPS и линейка продукции предназначается как для бытового применения, так и для промышленного. Главной особенностью циркулярных насосов для отопления является их пригодность к работе в очень широком диапазоне температур: от -25о до +110оС.
Линейка продукции UPS может работать с применением 3-х режимов производительности.
Компания Джилекс. Отечественный производитель циркулярных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.
Агрегаты отличаются неприхотливостью в работе, могут обеспечить активную циркуляцию в отопительных сетях теплоносителей различной плотности, что определяет широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка бесступенчатая. Выгодно отличается от конкурентов уровнем цен.
Заключение
Выбор циркулярного насоса для системы отопления и его расчет позволят потребителю сделать оптимальную покупку для реальных условий конкретного помещения.
Предложенные здесь варианты предварительной оценки необходимого оборудования позволяют уверенно сделать такой выбор. Успехов вам!
