Как работает насос в системе отопления

Как работает агрегат?

Принцип действия циркуляционного агрегата очень схож с работой дренажного насоса. Если этот прибор установить в отопительную систему, то он будет вызывать движение теплоносителя за счёт захватывания жидкости с одной стороны и нагнетания её в трубопровод с другой стороны

Принцип действия циркуляционного агрегата очень схож с работой дренажного насоса. Если этот прибор установить в отопительную систему, то он будет вызывать движение теплоносителя за счёт захватывания жидкости с одной стороны и нагнетания её в трубопровод с другой стороны. Всё это происходит за счёт центробежной силы, которая образуется в процессе вращения колеса с лопастями. В ходе работы прибора давление в расширительном баке не изменяется. Если требуется повысить уровень теплоносителя в отопительной системе, устанавливают повышающий насос. Циркуляционный агрегат только способствует преодолению водой силы сопротивления.

Схема установки прибора выглядит так:

• На трубопроводе с горячей водой, поступающей от нагревателя, устанавливается циркуляционный насос.
• На отрезке магистрали между насосным оборудованием и нагревателем монтируется пропускной клапан.
• Трубопровод между пропускным клапаном и циркуляционным насосом соединяется байпасом с обратным трубопроводом.

Такая схема установки подразумевает выброс теплоносителя из прибора только в том случае, если агрегат заполнен водой. Чтобы длительно удерживать жидкость в колесе, на конце трубопровода сооружается приёмник, оборудованный обратным клапаном.

Циркуляционные насосы, используемые в бытовых целях, могут развивать скорость теплоносителя до 2 м/с, а агрегаты, применяемые в промышленной области, ускоряют теплоноситель до 8 м/с.

Стоит знать: любой вид циркуляционного насоса работает от электросети. Это довольно экономичное оборудование, поскольку мощность двигателя у крупных производственных насосов составляет 0,3 кВт, а у приборов бытового назначения – всего 85 Вт.

Как работает циркуляционный насос

Частные дома, в которых живут наши родители, строились своими руками, что заметно по неграмотным планировкам помещения, не всегда ровным окнам и дверям, заваленным стенам. Отопление каждый монтировал как понимал, принцип был один: должен быть выдержан уклон, чтобы вода могла непрестанно циркулировать по системе.

Работа циркуляционного насоса переносит нас в новую эру систем отопления. Его присутствие в системе делает ее намного экономней. Диаметр трубы может быть значительно меньше, что существенно сокращает объем теплоносителя. Жидкость передвигается по системе отопления с определенной скоростью, что позволяет равномерно отапливать помещения, поддерживать в них наиболее комфортную температуру, да и нагревается оно, в случае необходимости, довольно быстро. Автоматический режим работы циркуляционного насоса дает возможность аппарату моментально реагировать на различные изменения в системе, изменяя настройки прибора и делая работу отопительного оборудования более экономной. Отопление дома, имеющего несколько этажей немыслимо без такого насоса, а непрерывная циркуляция теплоносителя, помимо всех указанных преимуществ, еще и предохраняет отопительный котел от эрозии.

Монтаж своими руками

Если владелец дома хорошо разбирается в принципе работы и схеме оборудования, можно собрать насос самостоятельно. Предварительно требуется провести расчеты, для этого воспользуйтесь готовым ПО для оптимизации охладительных систем.

Тепловой насос Просто и недорого 1

Смотрите это видео на YouTube

Видео монтажа

Меньше всего сложностей предполагает произведенный своими руками монтаж системы отопления дома «воздух — вода». Она будет состоять из двух каналов (для подачи воздушного потока и для отвода отработанного), вентилятора и компрессора. Компрессор не обязательно приобретать новый, допускается воспользоваться рабочим устройством с холодильника или другого оборудования. Рекомендуется использовать спиральный компрессор.

Этапы работы:

1. Сделать из медной трубы змеевик. Трубу, по которой будет поступать холодильный агент, разместить сверху.
2. Вмонтировать змеевик в разделенную напополам пластиковую емкость. Она будет выполнять роль испарителя.
3. Подключить терморегулирующий клапан и заизолировать его.
4. Собрать все элементы в блок и проверить его работоспособность.

Важно отметить, что данная процедура является достаточно сложной для обычного человека. Непрофессионал не сможет правильно собрать все детали и подключить терморегулирующий клапан

Лучше доверить выполнение работ мастерам, т.к. ошибки в процедуре станут причиной неправильного функционирования оборудования либо неэффективного потребления электричества.

Таким образом, тепловой насос – эффективный способ отопления частного дома. На сегодняшний день в России и странах СНГ использование данного оборудования не сильно распространено, однако в Европе и США такие установки активно применяются для отопления.

Выбирать подходящий тепловой насос рекомендуется на основании не только стоимости монтажных работ и эксплуатации, но и региона использования, условий строительства, площади участка и других факторов.

Возможные причины неполадок

Если при очередном профилактическом осмотре вы обнаружили, что циркуляционный насос работает «как-то не так», то это повод произвести более глубокую проверку с применением некоторых специализированных инструментов. Самые часто встречающиеся неполадки: отсутствие вращения ротора, перегрев насоса и плохой ток теплоносителя. У каждой из них может быть несколько причин. Давайте подробно разберем каждую возможную неисправность:

• отсутствие вращения ротора при включенном в сеть насосе. Как правило, это говорит о каком-то сбое в доставке электропитания к оборудованию. Первым делом вам нужно осмотреть все элементы, напрямую отвечающие за эту функцию: электрический провод, выключатель устройства и т. д. Если вы обнаружили любой дефект — например, даже мельчайшее нарушение изоляции — необходимо безотлагательно заменить поврежденную деталь на новую. Пока дефект не будет устранен, использовать устройство нельзя, так как это чревато замыканиями и прочими неприятностями. После проверки внешних элементов осмотрите пластиковый предохранитель. При частых перепадах напряжения в электросети он начинает плавиться и постоянно размыкает цепь. Если вы видите, что он уже откровенно деформировался, его нужно заменить. Следующий элемент, который необходимо проверить — это обмотка электрического мотора. Для этого вам пригодится мультиметр, с помощью которого измеряется уровень сопротивления. При нормальном состоянии обмотки показатель может варьироваться от 10 до 15 Ом или же от 35 до 40 Ом, в зависимости от конкретной модели ротора. Если мультиметр выдает бесконечность или значение, близкое к нулю, то это свидетельствует о необходимости замены обмотки,
• перегрев насоса. Обычно это происходит в тех случаях, когда циркуляционное оборудование по какой-то причине вынуждено работать с повышенной нагрузкой. Обнаружить перегрев довольно просто — если насос горячее, чем труба, то это явно свидетельствует о неполадках. В случае, когда это происходит с только что установленным новым оборудованием, есть смысл проверить правильность проведенного монтажа. Неправильное размещение прибора может провоцировать его неправильную работу. Если вы обнаружили какие-то недочеты, то необходимо заново произвести установочные процедуры, внеся соответствующие корректировки. Еще одной частой причиной перегрева является забивание элементов конструкции грязью. Большую роль в этом играют ржавчина и накипь. Они образуются в каких-либо участках трубопровода, а затем по кусочкам отваливаются и идут вместе с теплоносителем, засоряя все оборудование, куда попадают. Так происходит и с циркуляционным насосом. Наличие посторонних частиц внутри конструкции сужает путь, по которому идет теплоноситель. Таким образом, для продвижения жидкости насосу приходится применять больше усилий. Поэтому и происходит перегрев. Решением проблемы в данном случае служит очистка засоренных элементов. Про третью причину перегрева уже говорилось выше — в качестве нее может послужить недостаточное количество смазки на подшипниках, расположенных внутри насоса. Четвертой причиной может быть слишком низкое — ниже 220 В — напряжение в сети. Этот показатель вам необходимо проверить с помощью вольтметра и при обнаружении проблем исправить их,
• плохой ток теплоносителя. Имеются в виду ситуации, когда жидкость циркулирует с недостаточной скоростью. Причиной этому может послужить неправильное подключение, если в вашем доме используется сеть с напряжением 380 В. Проверьте правильность подсоединения электропровода к фазе — вполне возможно, что его нужно подключить к другой. Второй причиной плохого тока может послужить все то же засорение внутренних элементов конструкции, о котором говорилось выше. Это решаемо путем очистки элементов.

Преимущества насосного отопления

Не так давно практически все частные дома оснащались паровым отоплением, которое работало от газового котла или обычной дровяной печи. Теплоноситель в таких системах циркулировал внутри труб и батарей самотеком. Насосами для перекачки воды комплектовались только централизованные системы теплоснабжения. После появления более компактных аппаратов их стали применять также в частном домостроительстве.

Такое решение дало целый ряд преимуществ:

1. Возросла скорость циркуляции теплоносителя. Нагретая в котлах вода получила возможность намного быстрее поступать в радиаторы и отапливать помещения.
2. Значительно сократилось время на обогрев жилищ.
3. Возрастание скорости протока повлекло за собой увеличение пропускной способности контура. Это означает, что для доставки к месту назначения того же количества тепла можно использовать трубы меньшего сечения. В среднем трубопроводы удалось уменьшить вдвое, чему способствовала принудительная циркуляция воды от врезанного насоса. Это сделало системы более дешевыми и практичными.
4. Для прокладки магистралей в таком случае можно использовать минимальный уклон, не опасаясь сложных и протяженных схем водяного отопления. Главное при этом правильно подобрать мощность насоса, чтобы он смог создавать оптимальное давление в контуре.
5. Благодаря бытовым циркуляционным насосам появилась возможность применять теплые полы и закрытые системы большой эффективности, для работы которых необходимо повышенное давление.
6. Новый подход позволил избавиться от множества труб и стояков, которые не всегда гармонично вписывались в интерьер. Принудительная циркуляция открывает возможности для прокладки контура внутри стен, под полом и над подвесными потолочными конструкциями.

Минимальный уклон в 2-3 мм на 1 м трубопровода необходим для того, чтобы в случае ремонтных мероприятий сеть могла опорожняться самотеком. В классических системах с естественной циркуляцией этот показатель достигает 5 и более мм/м. Что касается недостатков принудительных систем, то самый значительный из них – это зависимость от электрической энергии. Поэтому в районах с нестабильными поставками электричества при установке циркуляционного насоса необходимо использовать блоки бесперебойного питания или электрогенератор.

Также следует быть готовым к возрастанию счетов на потребленную энергию (при правильном подборе мощности агрегата расходы можно минимизировать). Кроме того, ведущими производителями оборудования для систем отопления разработаны современные модификации циркуляционных насосов, способные работать в режиме повышенной экономии. К примеру, модель Alpfa2 от Grundfos в автоматическом режиме корректирует свою производительность, в зависимости от потребностей системы отопления. Стоит подобное оборудование достаточно дорого.

Циркуляционный насос греется – причины и устранение

Существует масс причин, из-за которых агрегат может нагреваться. Среди них нужно выделить:

• Неправильная установка – определить, что агрегат нагревается именно по этой причине достаточно просто – прибор будет греться уже в начале эксплуатации;
• Скопление твердых частиц в системе – с каждым месяцем внутри трубопровода откладываются частицы известняка и ржавчины, вследствие чего диаметр труб становится меньше. Из-за этого агрегат начинает работать в условиях повышенной нагрузки. Избавиться от этой проблемы поможет полная очистка труб системы отопления;
• Слишком малое количество смазки в подшипниках насоса – из-за этого подшипник стираются в разы быстрее, чем в обычных условиях. В таком случае прибор нужно снять и залить новую смазку;
• Особенности модели насоса – некоторые приборы изначально изготовлены таким образом, что могут нагреваться сильнее, чем их аналоги. Как правило, это больше касается промышленных агрегатов, но иногда встречаются и бытовые устройства;
• Низкое напряжение в сети – если этот показатель ниже заявленных 220 В, то мотор прибора начинает греться, что приводит к его поломке. Чтобы не допустить поломки, насос лучше на время отключить.

Не нужно спешить демонтировать циркуляционный насос и нести его в ремонт. Вполне возможно, причина нагревания кроется даже не в самом приборе. В первую очередь потребуется замерить напряжение сети. Если этот показатель в норме, то нужно промыть трубопровод каустической содой. Жидкость нужно оставить в трубах минимум на час, после чего слить ее. Если эта процедура не помогла, значит, потребуется обратиться за помощью к специалистам.

Рекомендации по порядку монтажа насоса

Этой работой следует заниматься в так называемое «межсезонье». Но если возникла необходимость провести установку в отопительный период, котел требуется «заглушить» и дождаться, когда температура теплоносителя упадет – это элементарные вещи, не нуждающиеся в дополнительных комментариях.

• При необходимости монтажа байпаса его лучше собрать отдельно, установив все элементы арматуры и циркуляционный насос. Останется лишь сделать врезку в трубу.
• Следующий этап – стравливание воздуха с одновременным контролем системы с целью обнаружения протечек.

После этого можно смело переключать контур на работу с насосом.

Полезные советы

Циркуляционные насосы подразделяются на 2 группы, по специфике расположения ротора – «мокрые» и «сухие». В чем разница? Не вдаваясь в особенности инженерных решений, достаточно лишь отметить плюсы и минусы каждой модификации.

С ротором «сухим». Более высокий КПД. Но есть и недостатки – повышенная «шумность», необходимость регулярного обслуживания (в первую очередь, смазка уплотнителей) и особые требования к условиям эксплуатации. Такие циркуляционные насосы обязательно устанавливаются в отдельных, причем абсолютно чистых помещениях. Объяснение простое – малейшая запыленность приводит к снижению их эффективности или поломке.

Рекомендация – «сухой» насос целесообразно приобретать, если в самом котле его аналог отсутствует, и изделие является единственным устройством, обеспечивающим циркуляцию воды по трубам системы отопления.

С ротором «мокрым». Как правило, эти насосы монтируются чаще. Дело в том, что все современные бытовые отопительные котлы изначально укомплектованы таким прибором (располагается под кожухом агрегата), а вновь устанавливаемый служит лишь дополнительным элементом, обеспечивающим лучшую циркуляцию теплоносителя. Например, при неправильном выборе модели теплогенератора, при увеличении протяженности контура обогрева, при установке радиаторов, не предусмотренных первичной схемой.

Минус такого насоса – низкий КПД. Но с учетом, что он в системе не единственный, данный недостаток нивелируется, так как особо не отражается на эффективности отопления. Дополнительное преимущество – не требуется тех/обслуживание. Такие насосы исправно функционируют до полной выработки ресурса при условии, что соблюдены правила их установки.

Рекомендация – если в бытовом котле уже есть «свой» насос, то можно смело выбирать изделие с «мокрым» ротором.

2 Требования к обустройству и эксплуатации

По конструкционным особенностям двухтрубные устройства немного сложнее и дороже. Но это оправдывается некоторыми плюсами, перекрывающими недостатки однотрубного варианта. Вода прогревается до равномерной температуры, а затем одновременно поступает ко всем приборам. В свою очередь, охлажденный теплоноситель возвращается с помощью обратной трубы, а не проходит через следующий радиатор.

Обустраивая открытую систему отопления с насосом и расширительным баком, необходимо выделить несколько правил и требований к предстоящей работе. Они заключаются в следующем:

1. 1. На этапе монтажа котельную установку нужно закрепить в самом низком месте магистрали, а расширительный бак — в самом высоком.
2. 2. В идеале котел нужно расположить в чердачном помещении. В холодный период резервуар и подающий стояк нуждаются в утеплении.
3. 3. Прокладывая магистраль, следует избегать большого количества поворотов, соединительных и фасонных элементов.
4. 4. В гравитационных системах циркуляция теплоносителя осуществляется с невысокой скоростью — не больше 0,1−0,3 м в секунду. Из-за этого прогревать воду нужно постепенно, избегая кипения. В противном случае эксплуатационный срок труб существенно снизится.
5. 5. Если в холодную пору года отопительная система не эксплуатируется, теплоноситель лучше слить. Такой подход позволит предотвратить преждевременное повреждение труб, радиаторов и котла.
6. 6. Объем теплоносителя в расширительном баке нужно контролировать и восстанавливать по мере исчерпания жидкости. Если этого не делать, повысится риск образования воздушных пробок, которые снизят эффективность работы радиаторов.
7. 7. Оптимальным вариантом теплоносителя является вода. Дело в том, что антифриз содержит в своем составе токсические вещества, и при взаимодействии с атмосферой они могут нанести вред человеческому здоровью. Такой тип жидкости может использоваться, когда нет возможности осуществлять слив теплоносителя в холодный период.

Актуальные нормы проектирования регламентируются СНиП под номером 2.04.01−85. В контурах с гравитационной циркуляцией жидкости диаметр сечения трубы существенно больше, чем в системах с насосом.

Оптимальное место установки циркуляционного насоса

Хотя интернет изобилует массой информации на эту тему, однако простому пользователю не всегда удается определиться с оптимальной схемой подключения циркуляционного насоса в систему отопления. Причина заключается в противоречивости подаваемой информации, из-за чего на тематических форумах постоянно возникают жаркие дискуссии.

Приверженцы установки аппарата исключительно на обратном трубопроводе приводят в защиту своей позиции такие доводы:

• Более высокая температура теплоносителя на подаче по сравнению с обраткой провоцирует существенное сокращение срока службы насоса.
• Горячая вода внутри подающей магистрали менее плотна, из-за чего возникают дополнительные затруднения в ее перекачке.
• В обратном трубопроводе теплоноситель имеет высокое статическое давление, что облегчает работу насоса.

Нередко такая убежденность складывается также от случайного лицезрения того, где установлен циркуляционный насос на отопление в традиционных котельных: там насосы, действительно, иногда врезают в обратку. При этом в других котельных установка центробежных насосов может осуществляться на подающих трубах.

Аргументы против каждого из приведенных доводов в пользу установки на обратной трубе следующие:

1. Стойкость бытовых циркуляционных насосов к температуре теплоносителя обычно достигает +110 градусов, тогда как внутри автономных систем отопления вода редко нагревается выше +70 градусов. Что касается котлов, то они на выходе выдают температуру теплоносителя примерно +90 градусов.
2. Вода при температуре +50 градусов имеет плотность 988 кг/м³, а при +70 градусов – 977.8 кг/м³. Для приборов, создающих давление 4-6 м водного столба, и способных перекачать примерно тонну теплоносителя за 1 час, такая мизерная разница в плотности в 10 кг/м³ (вместимость канистры на 10 л) не играет существенной роли.
3. Фактическая разница статического давления теплоносителя внутри подачи и обратки также минимальна.

В качестве вывода можно сказать, что схема подключения циркуляционного насоса может предполагать его установку как на обратной, так и подающей трубе отопительного контура. Тот или иной вариант, где устанавливать циркуляционный насос в системе отопления, не оказывает значимого влияния на его уровень работоспособности и эффективности. Исключением является использование недорогих твердотопливных котлов прямого горения, в которых отсутствует автоматика. Так как горящее топливо в таких нагревателях быстро потушить нет возможности, это нередко провоцирует закипание теплоносителя. Если подключение насоса отопления было проведено на подающей трубе, это позволяет образовавшемуся пару вместе с горячей водой попасть внутрь корпуса с крыльчаткой.

Далее события разворачиваются следующим образом:

• Аппарат резко снижает свою производительность, так как его рабочее колесо не в состоянии перемещать газы. Это провоцирует снижения скорости циркуляции теплоносителя.
• Наблюдается уменьшение поступающей в котловой бак охлаждающей воды. Как результат, прибор перегревается еще больше, а образование пара возрастает.
• После того, как объем пара достигнет критических значений, он попадает внутрь крыльчатки. После этого наступает полная остановка циркуляции теплоносителя: возникает аварийная ситуация. Давление в системе возрастает, из-за чего сработавший предохранительный клапан выбрасывает клубы пара внутрь котельной.
• Если не затушить дрова, то на каком-то этапе клапан не справится с возрастающим давлением. В результате этого возникает реальная опасность взрыва котла.

Если схема установки циркуляционного насоса в систему отопления предполагает его монтаж на обратную трубу, то это уберегает прибор от прямого воздействия водяного пара. Как результат, увеличивается период времени до аварии (почти на 15 минут). То есть это не предотвращает взрыв, а лишь дает дополнительное время на принятие дежурных мер по устранению возникшей перегрузки системы. Поэтому при поиске места, где ставить насос на отопление, в случаях с простейшими дровяными котлами лучше выбирать для этого обратный трубопровод. Современные автоматизированные обогреватели на пеллетах могут монтироваться на любом удобном участке.

6 Способы подачи теплоносителя

В зависимости от места расположения трубопровода существует два варианта подводки — верхняя и нижняя. В открытых отопительных системах с первым типом разводки не нужно устанавливать дополнительных узлов для отвода воздуха. Его остатки автоматически сбрасываются посредством поверхности расширительного резервуара.

Также при таком варианте монтажа горячий теплоноситель движется по главному стояку, а затем проникает в радиаторы по разводящим трубам. Система идеально подходит для помещений с одним или двумя этажами, а также для небольших частных домов.

Второй вариант, подразумевающий использование нижней разводки, считается более практичным и эффективным. В таком случае подающая труба находится внизу (возле обратки), а циркуляция теплоносителя осуществляется в направлении снизу вверх. После прохождения через радиаторы теплоноситель возвращается в котел по обратной магистрали. На всех батареях имеется специальный кран Маевского, позволяющий удалять воздух из труб.