Циркуляционный насос для котла отопления: выбор и самостоятельный монтаж устройства

Назначение и виды циркуляционных насосов

Изделие представляет собой компактный нагнетатель центробежного типа, обеспечивающий принудительное перемещение жидкости по замкнутому контуру. Использование циркуляционного насоса в контуре отопления позволяет существенно увеличить скорость и равномерность нагрева отапливаемого помещения. Кроме этого, следует отметить, что эффективный обогрев коттеджа или квартиры площадью более 100 м2 без обеспечения принудительного перемещения теплоносителя по трубопроводам, практически невозможно.

Существует три разновидности циркуляционных нагнетателей:

1. Агрегаты «мокрого» типа из-за невысокого КПД (порядка 55%) применяются преимущественно в бытовых магистралях. Особенностью таких систем является то, что все элементы установки работают в непосредственном контакте с теплоносителем. Смазка подшипниковых узлов и охлаждение трущихся поверхностей так же осуществляется рабочей средой.

К отличительным особенностям «мокрых» установок относятся:

• Размещение ротора в герметичном стакане из нержавеющей стали;
• Все узлы непосредственно контактируют с транспортируемой жидкостью;
• В процессе транспортировки, осуществляется постоянный отвод тепла и смазка трущихся поверхностей.

Функционирование «мокрых» моделей характеризуется низким уровнем шума и устойчивостью давления на выходе, кроме этого, практически не требуется техническое обслуживание до полного износа или выхода из строя какого-либо элемента.

Попадание воздуха в корпус устройства «мокрого» типа может вызвать повышенный износ вращающихся деталей, перегрев подшипниковых узлов и преждевременный выход из строя всей установки.

2. Помпы «сухого» типа характеризуются высоким КПД до (80%), что дает возможность применять их для принудительного перемещения жидкости в схемах со значительной длиной трубопроводов. Основным их отличием является полная герметизация камеры крыльчатки, позволяющая полностью исключить соприкосновение теплоносителя с подшипниками и другими элементами.

Главным преимуществом агрегатов с «сухим» ротором является возможность функционирования при попадании воздуха в камеру крыльчатки, иными словами, такие нагнетатели сохраняют работоспособность при завоздушивании.

Еще одним достоинством таких моделей по сравнению с агрегатами «мокрого» типа является лучшее охлаждение узлов, поскольку они не контактируют с разогретым теплоносителем.

Кроме этого, все подшипниковые узлы и элементы надежно защищены от воздействия абразивной взвеси. Вредному воздействию подвержены только крыльчатка и внутренние стенки корпуса. Такая компоновка дает возможность использовать «сухие» циркуляционные нагнетатели в системе отопления с открытым контуром, где вероятность загрязнения теплоносителя значительно выше, чем в закрытых контурах.

К недостаткам такой компоновки можно отнести:

• Повышенный уровень шума;
• Отсутствие постоянной смазки трущихся поверхностей;
• Сложную конструкцию уплотнений, снижающую надежность изделия.

Указанные недостатки «сухих» нагнетателей не имеют принципиального значения, поскольку шумность устройства практически не имеет значения в производственных зданиях, а своевременное техническое обслуживание позволяет избежать протечки теплоносителя.

3. Нагнетатели с регулируемой частотой вращения крыльчатки позволяют варьировать угловую скорость турбины, обеспечивая тем самым:

• Оптимальные параметры теплогенератора;
• Поддержание заданного значения температуры во всех радиаторах;
• Уменьшение температуры теплоносителя при сохранении температуры в помещении, за счет ускорения транспортировки теплоносителя.

В специализированных магазинах можно найти одно-, двух-, трех-, и четырехскоростные нагнетатели. Изменение скорости производится с помощью использования различных схем коммутации. Существуют нагнетатели с бесступенчатой регулировкой частоты вращения рабочего колеса, однако их стоимость находится за пределами бюджетного сегмента.

Характеристики: таблица

Помимо типа ротора, при выборе модели циркуляционного насоса учитываются некоторые технические параметры.

Характеристика Описание Производительность Общий объём теплоносителя, пропускаемый за час работы. Тесно связан с гидравлическим сопротивлением трубопровода. Напор Высота, на которую помпа способна поднять столб воды. Присоединительные элементы Зависят от диаметра трубы отопления и длины корпуса.
Максимальная температура При соприкосновении с теплоносителем насос должен нормально функционировать в условиях высокой температуры. Этот параметр должен быть не ниже 110 град. С.
Производитель От конструкции и качества материала зависит долговечность и надёжность прибора

Стоит обращать внимание на продукцию уже зарекомендовавших себя фирм

Какой поставить насос в зависимости от потребности помещения в тепле

Производя расчёты параметров системы отопления нельзя пренебрегать характеристиками самого помещения. В случае недооценки этого фактора можно получают температуру, некомфортную для жизни или работы.

Рекомендуемые стандарты тепловой потребности помещения зависят от климатических условий страны, а в России нередко отличаются даже в соседних регионах.

Специалисты рассчитывают необходимую мощность отопления исходя из максимально низкой температуры в холодное время года.

Так, в Москве и Московском регионе для строений до двух этажей, необходима мощность 173кВт/кв.м, а для трёх и четырехэтажных зданий — 98 кВт/кВ.м.

Для точного расчёта площадь отапливаемого помещения умножается на установленный в регионе норматив. Полученная цифра должна соответствовать технической характеристике, указанной в паспорте.

Как правильно подобрать производительность для частного дома

Расчёт мощности строится на двух важных факторах — производительности и напоре. Их соотношение указывается в технической инструкции прибора в виде графика.

При необходимости самостоятельно вычислить скорость и производительность, пользуются формулой:

G=Q:(1,16xDT).

Q — тепловая потребность отапливаемого помещения в ваттах.

DT — количество тепла, остающегося в помещении, равная разнице температур теплоносителя в подаче и обратке. В обычных системах эта цифра равна 20 градусам С, при низкотемпературном отоплении — 10 градусов С, а для «тёплых полов» снижена до 5 градусов С.

1,16 — теплоёмкость воды. При использовании других видов теплоносителя уточните и подставьте в формулу требуемый параметр.

Производительность измеряется в км/час. Но в технической инструкции прибора может стоять цифра расчёта в кубических метрах.

В этом случае для точного расчёта результат, полученный после вычисления по формуле, делится на плотность нагретого теплоносителя. Например, плотность воды, нагретой до 80 градусов С, соответствует 971,1 кг/куб. метр.

Как выбрать с учетом расчёта давления

Уровень, на который насос способен поднять воду в системе, приведён в инструкции или непосредственно на корпусе прибора. В случае необходимости эта цифра вычисляется с помощью следующих формул:

H=(FxRxL)/(p x g).

Или (F x R x L)/ 10000(м).

Н — максимальная высота водяной струи в метрах, собственно сам напор.

F — коэффициент арматуры системы, зависит от комплектующих, вида магистрали, наличия вентилей, смесителей и др.

R — сопротивление, трение внутри трубопровода, исчисляющееся в Паскалях на метр погонный.

p — плотность теплоносителя. Для воды этот показатель равен 1000 кг/м.куб.

g — высота водяной струи, сдерживаемой атмосферным давлением. При отсутствии гидростатического давления, этот параметр = 10 м.

Выбирая подходящую модель, помните, что расчёт мощности идёт на основе значений максимальной нагрузки.

Поэтому не стоит выбирать более мощную модель, это увеличит затраты на электричество, но не улучшит производительность системы в целом. Выбрать идеально подходящий насос поможет график, на котором отражены реальные цифры напора и расхода, а также параметры понравившихся приборов.

Виды насосов

Чтобы энергоноситель циркулировал продуктивно, используются сухие и мокрые насосы.

Сухие

В оборудовании первого вида контакт ротора с теплоносителем не предусмотрен. Уплотнитель, используемый в таком приборе, герметично отделяет сам насос от мотора. КПД этого оборудования – 80%, поэтому его целесообразно применять при постоянной перекачке большого количества жидкости.

Область применения сухих помп – торговые центры, фабрики, заводы. В частных домах такие конструкции не используются вследствие высокого уровня шумообразования.

Мокрые

Ротор мокрых насосов находится в теплоносителе, перекачкой которого они занимаются. Вода охлаждает движок. Входящий в конструкцию статор служит для подхода электричества. У насосов с «мокрым» ротором масса плюсов: долгий срок эксплуатации, редкое техническое обслуживание, малое шумообразование, небольшие размеры, простота замены блоков.

Минусы — невысокий КПД (порядка 30-50%), ограниченная сфера применения (частные дома и городские квартиры), невозможность использования помп для питьевой воды и для всего, что имеет отношение к продуктам питания.

Рекомендации по установке для всех типов систем

Существуют рекомендации по установке всех типов насосов:

• Монтаж системы, в которую входит циркуляционный насос, проводится с подключением резервного электропитания с запасом работы 4-6 часов.
• Для 1;-2– контурных систем обязательна установка байпаса, так как при отключении электричества она обеспечит естественное движение потока энергоносителя в системе.

Для справки! Байпас это – обвод, небольшой участок трубы с запорной или регулируемой арматурой, иногда с обратным клапаном. Встраивается в обход циркуляционного насоса и при его остановке обеспечивает свободное движение потока.

• Проверять работу насоса можно только при заполненной системе. Основной показательно правильной установки – равномерное распределение тепла между всеми радиаторами.
• Насосы с мокрым типом ротора устанавливаются в вертикальном положении.

Обычно производители иллюстрируют как надо правильно устанавливать насосИсточник as-elit.ru

• Обязательна установка фильтра грубой, и желательна установка тонкой очистки.
• Насос должен находиться в доступном для обслуживания месте.
• После проведения всех расчетов добавьте 20 % от номинальной мощности, так вы обеспечите щадящую работу оборудования в оптимальном режиме 85-90 %, исключая работу на пределе возможности.

Котлы на твердом топливе

Этот тип требует отдельного рассмотрения. При отключении электричества происходит остановка насоса, но нагревание энергоносителя в котле продолжается: невозможно быстро погасить горящие дрова или уголь, через 3-5 минут температура достигнет критических показателей и сработает клапан сброса давления. Если насос установлен на выходной трубе сброс происходит через 4-6 минут, в то время как его установка на обратке увеличивает это время до получаса.

Видео описание

Наглядно про установку насоса в системе с твердотопливном котлом в следующем видео:

Ценовой фактор

При выборе циркуляционного насоса имеет значение стоимость самого устройства и его экономичность при эксплуатации. Как правило, работа насоса оправдывается экономией на расходе топлива, а стоимость на саму модель определяется его работоспособностью. По Москве разбег цен на насосы очень большой. Условно из можно разбить на 3 категории:

За 3,5-7 тысяч рублей можно купить базовые функции, с минимальным сроком работы и чаще всего одноразового использования;

Сравнение характеристик насосов эконом сегментаИсточник ms.decorexpro.com

• Приборы за 7,5-20 тысяч – это «рабочие лошадки», точно обеспечивающие заявленные характеристики, со сроком работы не меньше указанного производителем и с несколькими степенями защиты и оптмальным запасом прочности;
• VIP–системы с полной автоматизацией, набором дополнительных функций, высоким запасом прочности и возможностью обеспечить теплом большой объем обойдутся уже по стоимости от 20 до 45 тысяч рублей.

Видео описание

И еще некоторые размышления про циркуляционные насосы в следующем видео:

Преимущества отдельной насосной установки

Использование нагнетательного оборудования оправданно с точки зрения экономии топлива и повышения КПД котла, поэтому многие компании встраивают насосные установки в котлы. Но отдельная установка агрегата имеет свои преимущества: быстрая замена без снятия котла, возможность контролировать процесс при возникновении внештатных ситуаций (например, использование байпаса). Кроме этого насос можно установить в систему, не предусмотренную проектом на начальном этапе.

Несмотря на кажущуюся простоту выбора, параметры насоса должны быть технически оправданны, для чего проводятся математические вычисления с учетом законов теплотехники, особенностей индивидуальности системы, поэтому точный выбор должен сделать специалист, который учитывает все факторы исходя не только из теоретических знаний, но также и из практического опыта.

Маркировка насоса

Все нужные пользователю данные содержит маркировка на передней панели. Цифры на циркуляционном насосе означают:

• тип устройства (чаще всего это UP — циркуляционный);
• тип регулировки скорости (не указан — односкоростной, S — ступенчатое переключение, E — плавное частотное регулирование);
• диаметр патрубков (указывается в миллиметрах, означает внутренний габарит трубы);
• напор в дециметрах или метрах (может отличаться у разных производителей);
• монтажный габарит.

Маркировка насоса содержит сведения и о типах соединений подводящих и выходных труб. Полная схема кодирования и порядка следования слов выглядит так:

Ответственные производители всегда следуют стандартным правилам маркировки. Однако отдельные компании могут не указывать часть данных, например, монтажный габарит. Его нужно узнавать непосредственно из документации к устройству.

Стоит выбирать насос только от проверенных брендов. Надежные устройства представлены и в средней ценовой категории

А если нужно высочайшее качество и есть возможность заплатить в полтора-два раза больше — следует обратить внимание на изделия марок GRUNDOFS, WILO

Как устроены циркуляционные насосы

Циркуляционный насос относится к центробежному типу приборов. Механизм агрегата заключен в корпус, который может быть выполнен из любого нержавеющего металла либо ударопрочного пластика. Корпус состоит из двух половинок. С одной стороны расположен электрический двигатель, с другой стороны находится камера для перекачки теплоносителя. Полости камеры оснащены выпусками. Они могут быть резьбовые или фланцевые.

Главный рабочий узел – крыльчатка, насаженная на керамический ротор. Вращаясь от привода – электрического двигателя, в трубопроводной магистрали отопительной сети она создает направленный поток рабочей жидкости. Все технические характеристики устройства зависят от конструкции, габаритов, внешних данных крыльчатки, скорости ее вращения.

Посредством выпусков помпа присоединяется к водяной магистрали. С одной и с другой стороны агрегат крепится к трубам через быстроразъемное соединение. Обычно этим соединением служит штуцер с накидной гайкой. Фланцевое соединение крепится четырьмя болтами с гайками, плоскими и пружинными шайбами. Между фланцами устанавливается уплотнительная прокладка из паронита либо термостойкой резины.

ВНИМАНИЕ! На разъеме, где соединяются две половинки, выполнены два отверстия для дренажа. Через них отводится конденсат, скапливающийся в статорной половине электрического двигателя. Закрывать дренажные отверстия категорически запрещено! Совершая монтаж теплового оборудования, также необходимо помнить, что крыльчатка должна располагаться в составе отопительной системы строго горизонтально

Саму помпу можно устанавливать в любом положении трубопровода относительно горизонтальной оси. Она может располагаться на горизонтальном участке трубопровода, вертикальном, под любым углом к горизонту. Но ось крыльчатки должна быть ориентирована строго в горизонтальной плоскости!

Закрывать дренажные отверстия категорически запрещено! Совершая монтаж теплового оборудования, также необходимо помнить, что крыльчатка должна располагаться в составе отопительной системы строго горизонтально. Саму помпу можно устанавливать в любом положении трубопровода относительно горизонтальной оси. Она может располагаться на горизонтальном участке трубопровода, вертикальном, под любым углом к горизонту. Но ось крыльчатки должна быть ориентирована строго в горизонтальной плоскости!

Для чего нужен циркуляционный насос

Системы отопления с естественной циркуляцией являются самыми простыми. В них развивается достаточное давление, чтобы теплоноситель спокойно прошел по всем трубам и радиаторам, передавая им накопленное в отопительном котле тепло. Если дом одноэтажный, и в нем 3-4 комнаты, то можно обойтись отоплением с естественной циркуляцией. Нередко такие системы называются гравитационными.

Циркуляционные насосы для отопления частных домов, при небольшом количестве комнат и малой мощности отопительных систем, не нужны – вода сможет пройти по трубам самостоятельно. Циркулирующий теплоноситель поднимется даже на второй этаж, для чего необходимо провести тщательные расчеты. Но при большой площади домовладения такая система может оказаться неэффективной – в дальних комнатах нередко бывает прохладно.

Проточный циркуляционный насос для отопления поможет решить проблему с недостаточным давлением теплоносителя в отопительной системе. Он обеспечит интенсивное и быстрое прохождение горячей воды по контуру отопления, благодаря чему в доме установится теплая атмосфера. Еще одна сфера применения циркуляционных насосов – современные системы отопления с тонкими металлопластиковыми трубами.

Давайте рассмотрим преимущества систем отопления с циркуляционными насосами:

В системах с помпой не нужно делать уклон для циркуляции теплоносителя.

• При наличии помпы теплоноситель будет циркулировать максимально быстро, обеспечивая оперативный прогрев всего дома;
• Правильно подобрав насос для отопления частного дома, мы сможем обеспечить прогрев многоэтажных домовладений (большие коттеджи, виллы, загородные дома);
• Нет необходимости прокладывать трубы большого диаметра – можно обойтись металлопластиковыми, что обеспечит более быстрый прогрев системы и уменьшит затраты на отопление;
• Нет необходимости в соблюдении уклонов – система получится более красивой и простой. Главное, обеспечить горизонтальное расположение труб, без обратного уклона;
• Грамотный подбор насоса для системы отопления обеспечит прохождение теплоносителя даже по самым длинным контурам;
• Отопление можно сделать замкнутым, а расширительный бачок закрытого типа установить в любом удобном месте – необязательно в самой верхней точке.

Есть и определенные недостатки:

Минус использования помпы — при отсутствии электроэнергии ваши батареи будут холодными.

• Применение циркуляционного насоса для отопления делает систему энергозависимой – при отсутствии подачи электроэнергии обогрев станет малоэффективным или будет прерван (если котел зафиксирует перегрев теплоносителя);
• Даже самый маленький и маломощный насос может издавать шум – при использовании металлических труб он достигает даже верхних этажей, а на некоторых участках усиливается за счет резонанса;
• Неверный расчет циркуляционного насоса для системы отопления может привести к неправильной работе всего контура;
• Увеличивается потребление электроэнергии – чем выше производительность, тем больше расходы «на свет»;
• Дороговизна хороших помп – дешевое оборудование разболтается за 2-3 сезона, из-за чего упадет производительность и увеличится уровень шума. Дорогие модели прослужат 5-7 лет, но их стоимость определенно «кусается».

Несмотря на некоторые недостатки, с которыми приходится мириться, циркуляционные насосы используются практически во всех современных системах отопления.

Насосы ставятся даже в небольших одноэтажных домовладениях, так как сегодня прокладка отопительных систем производится с использованием труб малого диаметра, что затрудняет «проталкивание» теплоносителя.

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве

Остальное неважно

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Выводы и полезное видео по теме

Как подобрать хороший циркуляционный насос для отопления:

Циркуляционное оборудование DAB:

Сравнение двух приборов Grundfos: модели UPS и Alpha2:

Выбор  циркуляционного насоса лучше согласовывать со специалистами. Если мощность оборудования для стандартной квартиры могут подсказать и продавцы в магазине, то перед покупкой отопительного прибора для загородного дома придется обращаться за сложными расчетами к профессионалам.

Следует помнить, что обменять его в магазине после начала эксплуатации нельзя, поэтому лучше сразу покупать подходящую модель.

Хотите дополнить нашу статью полезными рекомендациями по выбору насоса на отопление? Или вы заметили несоответствие изложенных данных? Пишите свои замечания в блоке комментариев – ваше мнение мы обязательно учтем.

А может у вас остались вопросы после прочтения статьи? Задавайте их нашим экспертам, спрашивайте совет – мы постараемся вам помочь.