Циркуляционный насос — один из основных составляющих элементов системы отопления и горячего водоснабжения. Он представляет собой компактное устройство с всасывающей и нагнетающей функциями, которое монтируется непосредственно в трубопровод отопительной системы. Предназначен он для обеспечения принудительного движения жидкости по замкнутому контуру, т.е. циркуляции, а также для рециркуляции. Благодаря использованию циркуляционного насоса все помещения дома обогреваются гораздо быстрее и равномернее, нежели при использовании стандартной системы естественной циркуляции. В настоящее время преобладает строительство загородных домов, коттеджей и других сооружений, имеющих площадь более сотни квадратных метров. Для создания в них комфортного микроклимата при любых климатических условиях обязательно использование циркуляционного насосного оборудования.
Устройство циркуляционных насосов сходно с дренажными насосами. Корпус выполнен из нержавеющих сплавов (сталь, чугун, алюминий, латунь или бронза); ротор, вращаемый электродвигателем, изготовлен из керамики или стали; роторный вал оснащен лопастным колесом, называемым крыльчаткой. При работе насоса на входном патрубке возникает явление понижения давления, способствующее всасыванию воды. За счет вращения крыльчатки возникает центробежная сила, вследствие чего на выводном патрубке возникает компрессия и вода нагнетается в трубопровод системы отопления.
Типы насосов
Выделяют 2 типа циркуляционных насосов – «мокрый» и «сухой».
В насосах «мокрого» типа нет контакта ротора с перекачиваемой водой, так как он отделен от электродвигателя с помощью металлических или керамических уплотнительных колец. В рабочем режиме двигателя уплотнительные кольца вращаются относительно друг друга, и между отполированными и пригнанными друг к другу поверхностями колец находится лишь едва заметный слой водяной пленки, который герметизирует соединение за счет разности атмосферного давления и давления в отопительной системе. При эксплуатации уплотнительные кольца, изнашиваясь, ещё больше притираются друг к другу, обеспечивая тем самым герметичность ротора на протяжении как минимум 3-х лет
В данной конструкции функции смазки и охлаждения работающего двигателя обеспечиваются теплоносителем. Эти насосы снабжаются как однофазными, так и трехфазными электродвигателями, соразмерно мощности оборудования. Для удобства монтажа в систему отопления насосы снабжены резьбовыми или фланцевыми соединениями, что зависит от производительности насоса.
Преимуществами насосов «мокрого» типа считают:
- бесшумность работы;
- малые габариты и вес;
- экономичность потребления электроэнергии;
- длительность бесперебойной работы;
- простоту настройки и ремонта. Модульная конструкция современных насосов «мокрого» типа существенно облегчает их ремонт, так как происходит одномоментная замена неисправного модуля на новый.
Единственным недостатком этих насосов является невысокий уровень КПД (менее 50%). Причиной этому является невозможность герметизации ротора при большем его диаметре. Вследствие этого их используют при конструировании систем отопления небольшой протяженности (бытовые системы).
Обязательным условием бесперебойной работы «мокрых» насосов является их правильный монтаж, предполагающий строго горизонтальное положение вала. Именно такое расположение позволяет обеспечить поступление водяной смазки через гильзу к подшипникам.
Циркуляционные насосы «сухого» типа устроены так, что ротор не контактирует с теплоносителем. В отличии от насосов «мокрого» типа их КПД достигает 80%. При этом они наделены рядом недостатков:
- высокий уровень шума. Для их монтажа необходимо отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией.
- требовательность к чистоте теплоносителя и воздуха в помещении. Так как при работе насосов «сухого» типа возникают воздушные завихрения, способные притягивать пылевые частицы, они в свою очередь могут повредить и нарушить герметичность уплотнительных колец. Поэтому необходимо контролировать уровень запыленности воздуха помещения, в котором установлен насос, и следить за составом теплоносителя.
Различают три вида «сухих» насосов:
- горизонтальные или консольные, характеризующиеся горизонтальным расположением двигателя, с всасывающим патрубком на торце «улитки», и нагнетательным патрубком, расположенным радиально на корпусе.
- вертикальные, с расположением электродвигателя в вертикальной плоскости, а патрубков — в одной оси.
- блочные.
Как подбирать насос для различных систем отопления?
Очень важно подбирать циркулярный насос, учитывая все особенности отопительной системы конкретного дома, здания, сооружения. Чтобы обеспечить комфортные условия для пребывания в жилом помещении, требуется, прежде всего, рассчитать необходимое количество тепла, которое обеспечит оптимальный микроклимат в нем. Такие расчеты производятся специалистами – теплотехниками. При этом берутся во внимание такие показатели как климат региона, материал стен, утепление стен, крыши и пола, характеристики окон и используемая вентиляционная система. В результате рассчитывается объемная подача теплоносителя в отопительной системе, измеряемая в куб.м./ч.
Кроме того, при выборе насоса учитываются и его напорные характеристики. Этот параметр равен сумме гидравлического сопротивления всей системы отопления. В среднем данный показатель составляет 2-4 метра водяного столба. Важным параметром при подборе насоса является также показатель расхода насоса, определяемый зависимостью мощности источника тепла от разности температур воды, находящейся в подающем и обратном трубопроводе.
Если подбирать насос в дом с уже существующей системой отопления, которую необходимо подвергнуть реконструкции, предпочтение следует отдавать регулируемым циркуляционным насосам. Именно эти насосы имеют способность автоматически подстраиваться к изменившимся условиям работы системы. Помимо этого они экономичны и бесшумны.
Особенности монтажа
Установка циркуляционного насоса обычно осуществляется специалистами. Но есть категория людей, кто любит все делать своими руками. Поэтому нелишним будет озвучить некоторые основные правила монтажа циркуляционных насосов.
- Монтаж насосного оборудования осуществляется на линии обратного типа возле котла, там, где самые низкие температурные показатели теплоносителя. Если дом или квартира не превышают по площади 200 кв.м., данное правило для них условно, так как при такой длине трубопровода температура теплоносителя в районе подачи и обратного притока будет разниться на 2-3 градуса. Поэтому расположение оборудования не будет иметь ограничений.
- Устанавливая насос, надо расположить его так, чтобы стрелка на корпусе совпадала с движением теплоносителя. Обвязку насоса производят с помощью двух запорных кранов, фильтра грубой очистки на входе и обратного клапана, используемого в случаях, когда в системе предусмотрен гидроаккумулятор. Резьбовые соединения обрабатываются герметиками.
- Если циркуляционный насос монтируется в отопительную систему с комбинированной циркуляцией, дополнительно формируют байпас – отрезок трубы с запорным краном, установленный параллельно насосу, который позволит при необходимости ремонта насоса переключить систему отопления в режим естественной циркуляции.
- После установки насоса в горизонтальное положение необходимо заполнить его теплоносителем, открыть центральный винт и удалить излишки воздуха.
Производители, цены, характеристики, отзывы
Когда все необходимые данные рассчитаны, можно приступать к выбору насоса. Проще всего выбрать и купить насос по каталогу, так как он позволяет сопоставить как характеристики насоса, так и другие характеристики, связанные с монтажом и работой насоса. Крупными производителями циркуляционных насосов для отопительных систем бытового и промышленного назначения являются известные бренды «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo» (Италия), «Grundfos» (Дания), «Wilo», «Halm» (Германия), «AlfaStar» (Польша) и др. Отечественные производители предлагают серию промышленных насосов, а бытовых циркуляционных насосов среди выпускаемой ими продукции нет.
Заслуживает особого внимания циркуляционный насос для отопления Wester, пользующийся популярностью среди потребителей. Именно в его адрес можно услышать хорошие отзывы относительно оптимального соотношения цены и качества. Насосы для рециркуляции Grundfos также широко распространены среди частных застройщиков и домовладельцев. Несмотря на относительно высокую стоимость, их отличает надежность, простота обслуживания и долговечность.
Цена на циркуляционные насосы достаточно вариабельна, и зависит от мощности, типа насоса, а также производителя. Стоимость насосов средней мощности на отечественном рынке колеблется в диапазоне от 65 до 215 $.
Отопительная система каждого дома, квартиры, иного сооружения индивидуальна и наделена рядом собственных характеристик и требований, предъявляемых к ней. Однако сложно представить современную систему отопления без циркуляционного насоса, позволяющего повысить уровень комфорта и удобства любого жилья.
Так как насосы выпускаются серийно и наделены средними параметрами, порой сложно подобрать именно то, что полностью соответствует данной системе отопления. В таком случае, следует выбирать модель насоса, имеющую несколько режимов работы, что позволит опытным путем определить и выставить наиболее оптимальный режим, при котором насосное оборудование будет работать максимально эффективно.
klivent.biz
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:
- Обеспечение высокой скорости движения теплоносителя;
- 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.).
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:
- В перекачивающую камеру через впускной патрубок поступает теплоноситель.
- Здесь он захватывается крыльчаткой, приводящейся во вращение электродвигателем.
- 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 = 0,86 * P/dt
где
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
Q = N/dt1
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
Здесь,
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
H = N * K
где
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
где
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:
- присоединительные размеры,
- напор.
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 7м.
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.
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.
- 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 предусмотреть байпас 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 насос 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:
klimatlab.com
Типы циркуляционных насосов
По конструкционным особенностям циркуляционные насосы делятся на механизмы «мокрого» и «сухого» типа.
Конструкционная особенность насосов сухого типа заключается в том, что ротор не находится в прямом контакте с теплоносителем, так как его рабочая поверхность и электродвигатель разделены специальными уплотнительными нержавеющими кольцами. Тонкая пленка воды, находящаяся между кольцами, при вращении герметизирует соединение за счет разницы давления во внешней среде и системе отопления. Прижимная пружина выполняет постоянное поджатие колец по мере их износа и обеспечивает их «самоподгонку». КПД циркуляционных насосов с сухого типа составляет 80 %. Однако, насосы данного типа достаточно шумные и более требовательны в обслуживании, в сравнении с насосами мокрого типа и редко используются в индивидуальном отоплении.
Циркуляционные насосы мокрого типа отличаются от «сухих» тем, что ротор вместе с крыльчаткой находятся в прямом контакте с теплоносителем, который и охлаждает прибор и одновременно выполняет роль смазки. В насосах такого типа ротор и статор разделены специальным «стаканом» выполненным из нержавеющей стали, который обеспечивает герметичность части электродвигателя, находящейся под напряжением. Все части циркуляционного насоса мокрого типа, функционируют в перекачиваемой среде.
КПД таких насосов составляет около 55%, однако, они менее шумные и неприхотливы в обслуживании. Их производительности вполне достаточно для систем небольших протяжностей, поэтому их наиболее часто используют в индивидуальном отоплении.
Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления
Выбирая циркуляционный насос учитываются такие показатели, как его мощность, диаметр трубопровода, температура теплоносителя, уровень напора теплоносителя, производительность и пропускную способность отопительного котла.
Параметры циркуляционного насоса отображены в его маркировке. Например, маркировка 25-60 – что она обозначает? 25 – диаметр присоединительного размера в мм., в данном случае это 1 дюйм, а 60 – это давление или высота подъема. В данном случае высота подъема составляет 6 метров водяного столба или 0,6 атмосфер.
Любой циркуляционный насос имеет три ступени мощности. Каждая ступень мощности характеризуется своей производительностью, то есть объемом теплоносителя который прокачивает насос в один час.
Производительность циркуляционного насоса напрямую зависит от протяженности трубопровода (как правило при расчетах, на 10 м/п трубопровода приходится примерно 0,5 м. насосного напора). Также не следует забывать, что чем уже сечение труб в системе, тем большее сопротивление будет испытывать теплоноситель.
Расход теплоносителя рассчитывают просто приравнивая его к параметрам мощности отопительного прибора. Например, при мощности котла составляющей 25 кВт, расход теплоносителя будет составлять 25 л/мин. Радиаторам мощностью 15 к Вт необходимо 15 л/мин воды.
При протяженности трубопровода системы отопления не более 80 м., достаточно будет установки одного насоса, при более длительной протяженности трубопровода необходимо устанавливать два и более циркуляционных насоса.
inbud.ru
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;
- консольные;
- «In-line».
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%.
sovet-ingenera.com