Устройство насоса на отопление частного дома

Содержание

Различается две системы циркуляции – классическая и принудительная. В первом случае устройство отопительной системы должно содержать в своей конструкции вертикальный трубопровод, где под давлением происходит естественная циркуляция воды. Во втором варианте применяются циркуляторные насосы, которые в принудительном порядке производят регулярные циркуляторные обороты воды.

Такие насосы входят в конструкции большинства современных систем отопления, и их наличие гарантирует поддержание равномерной температуры в помещении на всей его площади.

Как же выбрать подходящий циркуляторный насос для отопительной системы и на что следует обращать внимание в первую очередь?

При эксплуатации отопительной системы приходится использовать циркуляцию теплоносителя

Принцип работы

Чем тепловой насос отличается от других установок для отопления частных домов:

  • в отличие от котлов и обогревателей, агрегат самостоятельно не производит тепло, а подобно кондиционеру перемещает его внутрь здания;
  • ТН получил название насоса, поскольку «выкачивает» энергию из источников низкопотенциального тепла – окружающего воздуха, воды либо грунта;
  • установка питается исключительно электроэнергией, потребляемой компрессором, вентиляторами, циркуляционными насосами и платой управления;
  • работа аппарата основана на цикле Карно, используемом во всех холодильных машинах, например, кондиционерах и сплит-системах.
Принцип действия бытовой сплит-системы
В режиме обогрева традиционная сплит-система нормально работает при температуре выше минус 5 градусов, на сильном морозе эффективность резко падает

В теплообменном цикле Карно участвует рабочее тело – газ фреон, кипящий при минусовой температуре. Поочередно испаряясь и конденсируясь в двух теплообменниках, хладагент поглощает энергию окружающей среды и переносит внутрь здания. В целом принцип действия теплового насоса повторяет работу кондиционера, включенного на обогрев:

  1. Находясь в жидкой фазе, фреон двигается по трубкам наружного теплообменника-испарителя, как изображено на схеме. Получая тепло воздуха или воды сквозь металлические стенки, хладагент нагревается, кипит и испаряется.
  2. Дальше газ поступает в компрессор, нагнетающий давление до расчетного значения. Его задача – поднять точку кипения вещества, чтобы фреон сконденсировался при более высокой температуре.
  3. Проходя через внутренний теплообменник–конденсор, газ снова обращается в жидкость и отдает накопленную энергию теплоносителю (воде) или воздуху помещения напрямую.
  4. На последнем этапе жидкий хладон поступает внутрь ресивера–влагоотделителя, затем в дросселирующее устройство. Давление вещества снова падает, фреон готов пройти повторный цикл.
Как работает тепловой насос
Схема работы теплового насоса похожа на принцип действия сплит-системы

В бытовых кондиционерах и ТН применяются различные типы терморегулирующей арматуры, снижающей давление хладагента перед испарителем. В бытовых сплит-системах роль регулятора играет простое капиллярное устройство, в насосах ставится дорогой терморегулирующий вентиль (ТРВ).

Заметьте, вышеописанный цикл происходит в тепловых насосах всех типов. Разница состоит в способах подвода/отбора тепла, которые мы перечислим далее.

Дроссельные устройства кондиционера
Виды дроссельной арматуры: капиллярная трубка (фото слева) и терморегулирующий вентиль (ТРВ)

Циркуляционные насосы для отопления частных домов представляют собой закрытую конструкцию, состоящую из электрического двигателя и рабочего органа – махового колеса или ротора.

Вода поступает в полость (углубление) насоса, где ей придается центробежное движение движущимися лопастями. Далее вода попадает в спиральный канал и по инерции с уже приобретенной скоростью, спиралевидным потоком, снижающим гидравлическое сопротивление, поступает далее. В этом месте создается разрежение, куда засасывается новая порция воды.

Цель принудительной циркуляции – эффективный обогрев дома за счет надежной доставки тепла всем потребителям системы, вплоть до самого дальнего радиатора. Для этого насосный агрегат должен развивать необходимое давление (иначе – напор), которое в идеале рассчитывается инженерами – проектировщиками по гидравлическому сопротивлению трубопроводной сети.

На большинстве бытовых насосов есть от 3 до 7 скоростей вращения ротора, за счет которых производительность и создаваемый напор можно увеличить или уменьшить. Чтобы не мучить вас гидравлическими расчетами, мы предлагаем следующую методику подбора оптимальной скорости:

  1. Найдите лазерный поверхностный термометр (пирометр). Выведите систему отопления в рабочий режим.
  2. Измерьте температуру поверхности трубы на входе в котел и на выходе из него.
  3. Если разность температур составила больше 20 °С, увеличьте скорость вращения ротора. Спустя 30 минут повторите замер.
  4. При разнице температур меньше 10 °С скорость течения воды нужно снижать. Задача – добиться дельты между подачей и обраткой около 15 °С.
Бытовой насос отопления в разрезе
Минимальное число скоростей вращения ротора – 3, но бывает 7 и больше

Без пирометра можно обойтись, когда на подающей и обратной магистрали установлены термометры. Если пределы регулировок не позволяют войти в диапазон 10—20 °С разности температур, ваша система работает неэффективно из-за неправильно подобранного циркуляционного насоса. Слишком холодная вода в обратке дает повышенную нагрузку на котел и расход топлива. Поступление чересчур горячей воды означает, что она течет слишком быстро и не успевает передать тепло отопительным приборам.

Чем хороши насосные системы отопления

Согласно общепринятой классификации, ТН делятся на типы по источнику получаемой энергии и виду теплоносителя, которому она передается:

  1. Насосы типа «воздух-воздух» наиболее близки к традиционным сплит-системам, разница состоит в площади наружного испарителя. Аппарат отнимает теплоту окружающей среды и напрямую передает воздуху помещения, как происходит в обычном кондиционере.
  2. Конструкция генераторов «воздух–вода» идентична, но предусматривает нагрев воды либо антифриза, циркулирующего по системе отопления жилого дома.Отопитель типа воздух-вода
  3. Установка типа «вода-вода» берет низкопотенциальное тепло водоема и передает жидкому теплоносителю. Здесь применяется дополнительный внешний теплообменник из труб, погруженный в колодец, озеро, скважину или канализационный септик. Циркуляцию воды через испаритель обеспечивает второй насос.
  4. Геотермальный ТН использует теплоту грунта и нагревает внутридомовой теплоноситель. Внешний теплообменный контур представляет собой змеевик с антифризом, заглубленный на 1.5—2 м и занимающий большую площадь. Второй вариант – несколько вертикальных зондов из труб, опущенных внутрь скважин на глубину 10—100 метров.

Основной параметр, характеризующий тепловой насос для отопления дома, – коэффициент эффективности COP, равный отношению между полученной и затраченной энергией. Например, относительно недорогие воздушные отопители не могут похвастать высоким COP – 2.5…3.5. Поясняем: затратив 1 кВт электричества, установка подает в жилище 2.5—3.5 кВт теплоты.

Схемы отбора тепла водной среды
Способы отбора тепла водных источников: из пруда (слева) и через скважины (справа)

Водяные и грунтовые системы эффективнее, их реальный коэффициент лежит в диапазоне 3…4.5. Производительность – величина переменная, зависящая от многих факторов: конструкции теплообменного контура, глубины погружения, температуры и протока воды.

Если предыдущий вариант позволит добиться примерно двойной экономии, то даже самодельный земляной контур даст COP в районе 3 (три киловатта тепла на 1 кВт израсходованного электричества). Правда, финансовые и трудовые затраты тоже существенно увеличатся.

Хотя в интернете опубликована масса примеров сборки подобных аппаратов, универсальной инструкции с чертежами не существует. Мы предложим рабочий вариант, собранный и проверенный реальным домашним мастером, хотя многие вещи придется додумывать и доделывать самостоятельно – всю информацию о тепловых насосах сложно поместить в одной публикации.

Следуя собственным рекомендациям, приступаем к расчетам геотермального насоса с вертикальными U-образными зондами, помещенными в скважины. Необходимо узнать общую протяженность внешнего контура, а потом – глубину и количество вертикальных шахт.

Устройство насоса на отопление частного дома

Исходные данные для примера: нужно обогреть частный утепленный дом площадью 80 м² и высотой потолков 2.8 м, расположенный в средней полосе. Расчет нагрузки на отопление производить не станем, определим потребность в тепле по площади с учетом теплоизоляции – 7 кВт.

Способы раскладки трубы внешнего контура ТН
По желанию можно обустроить горизонтальный коллектор, но тогда придется выделить большую площадь под земляные работы

Интенсивность теплообмена между землей и незамерзающей жидкостью, циркулирующей по контуру, зависит от типа грунтов:

  • 1 погонный метр вертикального зонда, погруженного в подземные воды, получит около 80 Вт теплоты;
  • в каменистых грунтах теплосъем составит порядка 70 Вт/м;
  • глинистые почвы, насыщенные влагой, отдадут примерно 50 Вт на 1 м коллектора;
  • сухие породы – 20 Вт/м.

Пример вычисления длины трубы. Чтобы извлечь из сырой глинистой породы необходимые 7 кВт тепловой энергии, понадобится 7000 Вт поделить на показатель 50 Вт/м, получаем общую глубину зонда 140 м. Теперь трубопровод распределяется по скважинам глубиной 20 м, которые вы сможете пробурить своими руками.

Следующий этап – расчет площади теплообмена испарителя и конденсора. На различных интернет-ресурсах и форумах предлагаются некие расчетные формулы, в большинстве случаев – некорректные. Мы не возьмем на себя смелость рекомендовать подобные методики и вводить вас в заблуждение, но предложим некий хитрый вариант:

  1. Обратитесь к любому известному производителю пластинчатых теплообменников, например, Alfa Laval, Kaori, «Анвитэк» и так далее. Можно выйти на официальный сайт бренда.
  2. Заполните форму подбора теплообменника либо созвонитесь с менеджером и закажите подбор агрегата, перечислив параметры сред (антифриз, фреон) – температуру на входе и выходе, тепловую нагрузку.
  3. Специалист фирмы произведет необходимые расчеты и предложит подходящую модель теплообменника. Среди его характеристик вы найдете главную – площадь поверхности обмена.

Пластинчатые агрегаты очень эффективны, но дороги (200—500 евро). Дешевле собрать кожухотрубный теплообменник из медной трубки наружным диаметром 9.5 или 12.7 мм. Выданную производителем цифру умножьте на коэффициент запаса 1.1 и поделите на длину окружности трубы, получите метраж.

Устройство пластинчатого теплообменника
Пластинчатый теплообменник из нержавейки – идеальный вариант испарителя, он эффективен и занимает мало места. Проблема в высокой цене изделия

Пример. Площадь теплового обмена предложенного агрегата составила 0.9 м². Выбрав медную трубку ½” диаметром 12.7 мм, вычисляем длину окружности в метрах: 12.7 х 3.14 / 1000 ≈ 0.04 м. Определяем общий метраж: 0.9 х 1.1 / 0.04 ≈ 25 м.

Будущий тепловой насос предлагается строить на базе наружного блока сплит-системы подходящей мощности (указана на табличке). Почему лучше использовать б/у кондиционер:

  • аппарат уже оснащен всеми комплектующими – компрессором, дросселем, ресивером и пусковой электрикой;
  • самодельные теплообменники можно поместить в корпус холодильной машины;
  • есть удобные сервисные порты для заправки фреона.

Собирать ТН на базе старого холодильника нецелесообразно – мощность агрегата слишком мала. В лучшем случае удастся «выжать» до 1 кВт теплоты, чего хватит на обогрев одной небольшой комнаты.

Помимо внешнего блока «сплита» понадобятся следующие материалы:

  • труба ПНД Ø20 мм – на земляной контур;
  • полиэтиленовые фитинги для сборки коллекторов и подключения к теплообменникам;
  • циркуляционные насосы – 2 шт.;
  • манометры, термометры;
  • качественный водопроводный шланг либо труба ПНД диаметром 25—32 мм на оболочку испарителя и конденсатора;
  • трубка медная Ø9.5—12.7 мм с толщиной стенки не менее 1 мм;
  • утеплитель для трубопроводов и фреоновых магистралей;
  • комплект для герметизации греющих кабелей, укладываемых внутри водопровода (понадобится для уплотнения концов медных трубок).
Приспособление для ввода греющего кабеля в трубу
Комплект втулок для герметичного ввода медной трубки

В качестве внешнего теплоносителя применяется солевой раствор воды либо антифриз для отопления – этиленгликоль. Также понадобится запас фреона, чья марка указана на шильдике сплит-системы.

Перед началом монтажных работ наружный модуль надо разобрать – снять все крышки, удалить вентилятор и большой штатный радиатор. Отключите электромагнит, управляющий реверсивным клапаном, если не планируете использовать насос в качестве охладителя. Датчики температуры и давления необходимо сохранить.

Порядок сборки основного блока ТН:

  1. Изготовьте конденсор и испаритель, просунув медную трубку внутрь шланга расчетной длины. На концах установите тройники для присоединения грунтового и отопительного контура, выступающие медные трубки уплотните с помощью специального комплекта для греющего кабеля.
  2. Используя в качестве сердечника отрезок пластиковой трубы Ø150—250 мм, намотайте самодельные двухтрубные контуры и выведите концы в нужные стороны, как это делается ниже на видео.
  3. Разместите и закрепите оба кожухотрубных теплообменника на месте штатного радиатора, медные трубки подпаяйте к соответствующим выводам. «Горячий» теплообменник–конденсатор лучше подключить к сервисным портам.Компоновка элементов геотермальной установки
  4. Установите заводские датчики, измеряющие температуру хладагента. Утеплите голые участки трубок и сами теплообменные устройства.
  5. На водяных магистралях поставьте термометры и манометры.

На тематических форумах встречается другой способ изготовления испарителя – трубка из меди навивается спиралью, затем вставляется внутрь закрытой емкости (бака или бочки). Вариант вполне разумен при большом количестве витков, когда рассчитанный теплообменник попросту не помещается в корпусе кондиционера.

как выбрать циркуляционный насос для отопления частного дома

На данном этапе выполняются несложные, но трудоемкие земляные работы и раскладка зондов по скважинам. Последние можно проделать вручную либо пригласить буровую машину. Расстояние между соседними скважинами – не менее 5 м. Дальнейший порядок работ:

  1. Прокопайте между сверлениями неглубокую траншею для укладки подводящих трубопроводов.
  2. В каждое отверстие опустите по 2 петли из полиэтиленовых труб и залейте ямы бетоном.
  3. Сведите магистрали к точке соединения и смонтируйте общий коллектор, используя фитинги ПНД.
  4. Проложенные в земле трубопроводы утеплите и засыпьте грунтом.
Монтаж внешнего контура ТН
Слева на фото – опускание зонда в обсадную пластиковую трубу, справа – прокладка подводок в траншее

Материал для работ

  • когда для обогрева частного дома задействовано больше одной котельных установки;
  • если в схеме обвязки участвует буферная емкость;
  • отопительная система имеет несколько ветвей, обслуживающих различных потребителей, — батареи, теплые полы и бойлер косвенного нагрева;
  • то же, с применением гидравлического разделителя (гидрострелки);
  • для организации циркуляции воды в контурах теплых полов.

Грамотный выбор циркуляционного насоса

Исходя из особенностей конструкции, насосы характеризуется производительной мощностью двигателя, типом ротора и управления.

Двигатель

https://www.youtube.com/watch?v=https:rocketme.topads

Точный расчет параметров двигателя выполняется для конкретной отопительной системы, но общее правило подбора простое – мощность пропорциональна производительности (размера) рабочей части.

Существует 2 принципа работы ротора:

  • Сухой. Трущиеся детали и сам ротор находится в герметично закрытом корпусе, – с водой соприкасаются только лопасти, создающие поток. Такие модели характеризуются высокой мощностью, эффективностью, но более чувствительны к механическому загрязнению энергоносителя. Требуется прохождение ежегодной технической профилактики электродвигателя. Кроме того, их установка должна проводиться удалено от жилых комнат из-за повышенного уровня шума.

Для определения мощности необходимо знать параметры отопительной системы. Для крупных объектов: промышленных, многоэтажных – проводится измерения. В частных домах такая точность не нужна, поэтому достаточно знать:

  • Производительность котла. Расчет производится теоретически по формуле: W тепловая котла * К пропускной способности (1л/мин=60л/час). Для 25 кВт 25*60= 1500 л/час; для 40 кВт 40*60= 2400 л/час.

как выбрать циркуляционный насос для отопления частного дома

Характеристики котла, которые можно использовать для предварительных расчетов, указываются в инструкции
Источник torg.ukr.bio
  • Напор. Указывается в метрах водяного столба. Для этого расчета нужно измерить общую протяженность контура и умножить на коэффициент 0,6 (10 погонных метров соответствуют 0,6 м в.ст.). Для контуров одноэтажного дома достаточно стандартного оборудования 6 м в.ст., в то время как 2;- и более этажей требуют установки станции или нескольких насосов.

  • Тип ротора. Влияет на стоимость и последующее обслуживание. Увеличенный КПД позволяет использовать его в сложных системах. Но с учетом возможности удаленной установки и регулярного обслуживания.

  • Управление. Также влияет на стоимость самого агрегата, но удобство и эффективность с лихвой покрывают это недостаток. В сложных системах рекомендуется использовать только этот тип управления.

  • Клапан сброса давления и воздуха. Устанавливается не во всех моделях, но за эту функцию можно и переплатить, так как она предотвращает включение насоса «всухую» и обеспечивает безаварийную остановку при отключении электроэнергии (вода нагревается до критической температуры, увеличивается давление и открывает выпускной клапан).

Для конкретного объекта насос на отопление подбирается с учетом гидравлических характеристик системы. Естественно, что параметры системы специалистами рассчитываются заранее на основе:

  • климатических условий региона
  • степени утепления здания
  • теплоизолирующих свойств пола и потолка
  • герметичности окон, дверей и прочего

Результатом таких вычислений является определение объема и температуры теплоносителя, который должен регулярно подаваться в помещение. Величина выражается в кубических метрах за час и является ключевой составляющей продуктивности насоса. К тому же его напор должен преобладать над гидравлической сопротивляемостью системы.

Останавливая выбор на определенной модели, желательно проследить, чтобы ее технические характеристики были несколько ниже максимально требуемых. Особых перегрузок прибор испытывать не будет, а вот его холостой работы удастся избежать. К тому же приборы, которые полностью не загружены, создают нежелательные шумы в тепловых магистралях.

Скорость циркуляции теплоносителя. Предпочтительнее выбрать модель с несколькими режимами работы, это увеличит гибкость регулировки режимов (пусть даже и ручной) при изменении температуры наружного воздуха. Еще один нюанс – максимальная скорость потока жидкости, циркулирующей по трубопроводам и приборам отопления не должна быть больше 1.5-1.6 м/сек. Это та скорость, при которой система отопления еще работает бесшумно.

Устройство насоса на отопление частного дома

Диаметр труб. Трубы небольшого диаметра оказывают максимальную нагрузку на насос. Соответственно и более надежным должно быть оборудование, а это влияет и на его стоимость. Бренд стоит дорого.

Напорная характеристика. В паспорте на агрегат есть график зависимости производительности от напора насоса. Выбирать следует такой циркуляционный насос, где вычисленные параметры находятся ближе к середине этой кривой.

Насос отопительный тип NO 25/4.

Температура теплоносителя и максимальное давление. Лучше если максимальная рабочая температура по паспорту будет составлять 110°C или выше. Это гарантирует нормальную работу в любых системах. Что касается давления, то в отопительных контурах домов и коттеджей оно редко превышает 3-4 атм.

Продлит срок эксплуатации и электронная защита от перегрева и сухого хода. Последнее особенно актуально для насосов второго типа – с мокрым ротором.

Помимо производителя и марки насоса, на информационной металлической табличке обязательно присутствует и следующая маркировка:

  • присоединительные размеры, указанные в миллиметрах (иногда на устройствах западноевропейского производства этот параметр указывает в дюймах, 1 дюйм – это 25,4 миллиметра);
  • высота столба теплоносителя (жидкости), на которую способен поднимать его отопительный насос.

25-40/180

  • 25 – это присоединительный диаметр насосной трубы, который измеряется в миллиметрах (именно в данном случае описываемый параметр может иметь только 2 значения – 25 и 32 миллиметра);
  • 40 – максимальная высота водяного столба, которая всегда измеряется в дециметрах (если измерять в других привычных единицах, этот показатель равен 4 метрам или 0,4 бар);
  • 180 – монтажная длина, измеряемая в миллиметрах.

Устройство усовершенствованного циркуляционного насоса

Исходя из перечисленных выше маркировок и нужно подбирать агрегат

Тут важно учесть ещё одну деталь: если в доме два или более этажей, то лучше покупать и соответствующее количество циркуляционных насосов – так система отопления всего дома будет оптимизирована. Обойдётся это не так уж и дорого

Например, вышеупомянутый немецкий стоит около 4600-5000 рублей. Причём, это стоимость качественного немецкого аппарата, есть и куда более дешёвые. Впрочем, на системе отопления лучше не экономить.

Излишне мощное насосное оборудование покупать бессмысленно. Кроме того, что работать в полную силу ему не придется, мощный насос будет создавать негативные шумовые помехи. Для оснащения отопительной системы со сложной архитектурой точные расчеты должны делать инженеры-теплотехники. Владельцу загородного дома для подбора насоса достаточно примитивной формулы, так как технические параметры устанавливаемого агрегата все равно должны превышать расчетные значения на 10%.

Способность насоса обеспечивать потребности отопительного контура зависит от диаметра трубопровода, максимальных параметров напора и объема теплоносителя, плотности и температуры воды.

  • Расход теплоносителя Q (выражается в л/мин), проходящего через произвольный участок замкнутого контура, рассчитывают по аналогии с расходом жидкости для котла. То есть, просто приравнивают значения расхода и параметры мощности котла (P=Q). Упрощенно: если мощность котла составляет 20 кВт, то через него может пройти 20 л теплоносителя в минуту.
  • Батареи с мощностью 10 кВт будут расходовать 10 л/мин воды. Учитывая мощность радиаторов, нужно рассчитать расход воды в каждом из колец отопительной сети.
  • Расход теплоносителя в трубах зависит от диаметра трубопровода. Чем они уже, тем больше сопротивление возникает на пути движения воды. При стандартной скорости передвижения по трубам в 1,5 м/сек, в расчетах поможет ниже приложенная таблица.

Таблица для расчета расхода воды в трубопроводе

Циркуляционный насос в разрезе

Мощность насоса прямо пропорциональна длине трубопровода. То есть, 10 метров каждого отрезка отопительной системы потребуют 0,6 м напора от насосного оборудования. Проще: для обеспечения продуктивной работы 100метрового кольца нужен напор насоса 6,0 м.

Для стимуляции движения теплоносителя в системах отопления используют два типа насосных приборов:

  • «сухие» насосы, ротор которых не контактирует с теплоносителем;
  • «мокрые» насосы, рабочая часть которых погружена в перекачиваемую ими воду.

Оборудование с «сухим», герметично изолированным ротором применяют преимущественно для обустройства многоэтажных зданий, крупных промышленных, торгово-развлекательных центров. Из-за ощутимых шумовых эффектов, связанных с создающимися в процессе работами завихрениями воздуха, сухие насосы не востребованы в сфере обустройства частных строений.

Циркуляционные насосы с «мокрым» ротором

Для модернизации отопления загородных домов применяют в основном «мокрые» насосы в латунных или бронзовых корпусах, внутри которых расположены детали из нержавеющей стали и керамики. Перекачиваемый ими теплоноситель к тому же выполняет функцию смазки, продлевающей «жизнь» техники.

Расчет позволит выбрать насос по параметру: максимальная производительность по воде или пропускная способность.

Обращаю внимание

Обратите внимание, что для работы циркуляционного насоса необходима доступность электричества. Электрическая мощность не указывается на маркировке насоса, но составляет 100-250 Вт, что позволяет подключить их к любой группе силовых розеток дома. Однако, для защиты от поражения электротоком, линию питания насоса нужно защитить УЗО на 30 mA.

Важно! При работе циркуляционные насосы издают достаточно сильный звук «жужжания».  Этот параметр может быть указан в описаниях насоса и на него нужно обращать внимание, чем он меньше, тем лучше. 

  • Уменьшить износ и увеличить срок эксплуатации ротора насоса;
  • Избежать закипания котла из-за вытягивания воздуха из котла насосом;
  • Повреждения насоса из-за возможного закипания котла, особенно твердотопливного. 

Выбор (расчет) циркуляционного насоса

Обращаю внимание

  • объем перекачиваемой жидкости;
  • максимальная температура носителя;
  • высота подъема или количество этажей.

Идеально, когда производительность насоса, выраженная в литрах за час, в три раза выше объема теплоносителя (воды). Если производительность будет слишком высокой — теплоноситель не будет успевать отдавать тепло в помещение и коэффициент полезного действия отопления будет невысоким.

Другая крайность: циркуляционный насос отопления имеет заниженную производительность. В результате, в конце хода, температура воды будет недостаточной для эффективного обогрева помещений, и для компенсации этого придется чрезмерно повышать температуру нагрева в котле.

На практике можно воспользоваться упрощенным расчетом, при котором мощность котла в кВт соответствует объему прокачиваемой воды за 1 мин. Например, для котла мощностью 24 кВт оптимальной будет скорость прокачки 24 л/мин.

Насосы циркуляционные для систем отопления дома рассчитаны на работу с горячей водой, но лучше выбирать ту модель, которая имеет большее значение максимальной температуры.

Параметр «Максимальная высота столба воды» — актуален только для двухэтажного отопления. Типового значения 10 м вполне хватает системы для организации отопления в двухэтажном доме. А при одноэтажном обогреве высота напора в 6 метров соответствует 100 метровой протяженности отопительных труб с диаметром полдюйма.

Современные циркуляционные насосы имеют 2-3 режима работы с разной скоростью перекачки. Рекомендуем ориентироваться на среднее значение, поскольку при максимальной мощности насос издает больше шума.

25-40/180

Особенности и принцип работы ТН

Простота монтажа отопительной системы с естественной циркуляцией, выставляемая как преимущество, не является правдоподобной, поскольку она условная. К примеру, трубы должны быть увеличенного диаметра, их угол наклона должен точно соответствовать схемам и чертежам, а все комплектующие, включая котёл, радиаторы, расширительный бачок, — строго на нужной высоте.

Сторонники системы естественной циркуляции приводят много минусов принудительной циркуляции. Некоторые из них такие:

  • дополнительное оборудование будет употреблять электроэнергию;
  • покупая насос, необходимо существенно увеличивать бюджет постройки;
  • такое оборудование может часто выходить из строя;
  • при нестабильности электросети комплектующие уязвимы и могут сгореть при сильных скачках, а при недостаточном напряжении насос вовсе не будет работать.

Может показаться, что минусы действительно существенные. Но в реальности всё противоречиво.

В системе с естественной циркуляцией также есть очень много минусов. В первую очередь стоит отметить, что от котла в вертикальном положении должна выступать разгоночная труба большого диаметра, которая будет подсоединяться в расширительный бачок. Последний устанавливается на максимально возможной высоте. В частных домах, как правило, используют чердак.

Труба для подачи разогретой воды в радиаторы обязательно должна располагаться под углом наклона не менее 5%. К тому же её диаметр также большой — не менее 1 дюйма. От коллектора подачи непосредственно в радиаторы поступает вода по трубам не менее ¾ дюйма.

Кроме этого, есть и такие минусы в естественной циркуляции:

  • трубы большого диаметра стоят дороже;
  • зачастую их просто невозможно спрятать, поэтому они портят интерьер;
  • практически нереально осуществить нижнее скрытое подключение радиаторов.

Производители

Насосы этой категории, вне зависимости от фирмы, после окончания эксплуатационного срока подлежат замене, так как велика вероятность остановки из-за внезапных поломок. Разделение агрегатов проводится по производителям, так как каждый из них акцентирует внимание на производительности, стоимости и надежности, то и конечные характеристики насоса отличаются.

Европейские – как правило, все работают в среднем или высоком ценовом сегменте и предлагают высокое качество. Снижение цены происходит за счет оптимальных конструктивных решений и маркетинговой политики, в том числе и переноса производства в Китай.

  • Высоким качеством и работоспособностью выделяется немецкий производитель Grundfos – эти модели оснащаются энергосберегающими технологиями. Заявленный срок эксплуатации не менее 10 лет.

  • Компания Wilo также выпускает качественные промышленные и бытовые модели, в основном с электронным управлением.

  • DAB – Италия. При регулярной профилактике, насосы работают безотказно. Компанией затрачивается много средств для устранения шума в насосах сухого типа.

Перед тем как выбирать нужную модель циркуляционного насоса, следует заняться гидравлическим расчетом системы. Значение рабочей производительности насоса тесно связано с тепловой мощностью рассматриваемой системы отопления. Следовательно, объем теплоносителя, перекачиваемый таким агрегатом, должен обеспечивать тепловую энергию радиаторам во всех помещениях. Поэтому для расчетов потребуется значение тепловой мощности, необходимой для обогрева помещений и всего здания.

В качестве примера можно использовать частный дом, площадь которого составляет 100 м 2. Значение тепловой мощности будет соответственно в пределах 10 кВт. Далее производительность насоса рассчитывается по следующей формуле: G= 3600Q/(c∆t), в которой G является необходимым количеством теплоносителя (кг/ч), Q– тепловой мощностью системы (кВт), с – представляет собой удельную теплоемкость воды, равную 4,187 кДж/кг ºС,Δt – является разницей температур в подающих и обратных трубах.

При выборе насоса можно заметить, что в техническом паспорте вместо массовых единиц расхода указаны объемные. В этом случае необходимо выполнить перевод массы воды в ее объем с помощью плотности, составляющей 0,983 т/м 3 при t = 60 0 С: 0,43/0,983 = 0,44 м 3 /ч. Полученное значение и будет вычисляемой рабочей производительностью устройства.

Сложности монтажа дополнительного насоса в систему отопления

Схему установки агрегата можно найти в инструкции. Если монтаж насоса проводится пользователем самостоятельно, то сначала следует изучить рекомендации производителя. Чаще всего они касаются следующих моментов:

  • Установка закрытой системы отопления должна производиться только при наличии резервной электросети. При этом время ее автономной работы должно составлять минимум от 4 до 6 часов.
  • Если используется одно или двухтрубная система отопления, то необходимо предусмотреть установку байпаса. Особенно это актуально для регионов с частыми отключениями электроэнергии.
  • Включать насос в системе без теплоносителя категорически запрещено. Для проверки работоспособности отопления водяной контур необходимо заполнить жидкостью.
  • В инструкции указан диаметр труб, которые должны использоваться в системе отопления.
  • Перед агрегатом необходимо установить фильтр грубой очистки воды.

К выбору насосного оборудования для системы отопления необходимо подходить с полной ответственностью. Не стоит экономить на насосе, приобретая продукцию неизвестных брендов за небольшую стоимость.

Конструкция бытового циркуляционного насоса от любого производителя предусматривает его крепление на трубопроводы или запорную арматуру посредством накидных гаек (американок), Это позволяет быстро его демонтировать при необходимости, например, для замены либо ремонта. При монтаже насосного агрегата соблюдайте такие рекомендации:

  1. Ставьте аппарат на любые участки трубопроводов – горизонтальные, вертикальные или наклонные, но с одним условием: ось ротора должна быть в горизонтальном положении. То есть, монтаж «головой» вниз или вверх недопустим.
  2. Обратите внимание, чтобы пластиковая коробка с электрическими контактами находилась сверху корпуса, иначе ее зальет водой при аварии. Да и обслуживать изделие будет непросто. Добиться этого несложно: открутите винты крепления кожуха и поверните его на нужный угол.
  3. Не забудьте о направлении потока, указанного стрелкой на корпусе.
  4. Чтобы изделие можно было снять без опорожнения системы, до и после него поставьте отсекающие краны, как изображено на схемах в предыдущем разделе.
Правильное положение циркуляционного насоса
Наглядное пособие, в каком положении должен стоять насосный агрегат

Агрегат можно врезать в любой части трубопровода – горизонтальной, вертикальной или наклонной

Главное при этом соблюдать горизонтальную ориентацию оси ротора (головка ни в коем случае на должна смотреть вниз или вверх).Очень важно, чтобы пластиковый контейнер с электрическими контактами был размещен сверху корпуса, в противном случае во время аварии его зальет водой. Кроме того, это заметно усложнит обслуживание прибора

Сделать это достаточно просто, открутив винты крепления коробки и повернув ее в нужную сторону.Стрелка на корпусе насоса указывает направление потока теплоносителя, что важно соблюдать.Для упрощения обслуживания и ремонта аппарата с обеих сторон его рекомендуется оснастить отсекающими кранами. Это позволит во время демонтажа обойтись без сливания воды с контура.

При такой схеме установки насоса отопления вся нагрузка от его массы ложится на 1 или 2 шаровых крана: их количество зависит от пространственной ориентации прибора. Поэтому лучше не экономить, а приобрести качественную запорную арматуру, корпус которой имеет хорошую механическую прочность.

Выяснив можно ли ставить дополнительный насос на отопление, необходимо правильно выбрать его месторасположение

Сложность заключается не в расчете оптимальной мощности, что тоже важно, а в согласованности работы устройства с основным насосом

Существует несколько вариантов, при которых потребуется монтаж дополнительных элементов. Особое место среди них занимает установка дополнительного отопления дома. На практике оно может быть реализовано двумя способами:

  • Проведение отдельной магистрали с радиаторами и всей необходимой обвязкой. Для этого понадобится дополнительный котел;
  • Модернизация существующей системы – обустройство нового контура отопления, подключенного к основному. Тогда обязательно потребуется установка дополнительного радиатора отопления или нескольких.

Второй вариант наиболее практичен, так как не потребуется докупать дорастающее оборудование и комплектующие. Но тогда возникает дополнительная проблема – асинхронность работы крыльчаток насосов. Даже при одинаковом количестве оборотов это приведет к неравномерному движению воды в трубах, что является первой причиной гидравлических ударов.

Гидрострелка с насосами

Так выглядит циркуляционный насос

Выход из этой ситуации – принципиально новая схема установки дополнительного насоса в систему отопления. Ее новаторство заключается в монтаже гидрострелки.

Это устройство компенсирует перепады давления на определенном участке системы, тем самым нормализируя работу отопления.

Это устройство нормализует давление в основной и обратной трубах. В дополнительном отоплении квартиры ее монтаж не обязателен, так как увеличение контура может быть незначительным. Но если объем воды в системе возрастает более чем на 20% – следует предусмотреть средства нормализации циркуляции и давления.

  • Месторасположение – максимально близко ко входу обратной трубы в котел;
  • Установка запорной арматуры для каждого контура насосов;
  • Монтаж сетчатых фильтров.

При невозможности правильной установки гидрострелки – можно сделать ее простейший аналог. Для этого после места подключения дополнительного насоса в систему отопления делается проходная перемычка. Ее оптимальная длина должна составлять 300-400 мм. Это циркуляционное кольцо сможет частично уравновесить возможные гидравлические удары.

Сдвоенные насосы

Можно ли установить дополнительный насос на отопление, если изменение конфигурации труб физически невозможно? Есть более дорогостоящий, но эффективный способ улучшения циркуляции – монтаж сдвоенных насосов.

Это лучший вариант при наличии газового котла со встроенной циркуляционной системой. Общая мощность новых насосов должна компенсировать принудительную остановку основного. Так можно избежать появления сбоев в отопительной системе.

Преимущества такой модификации заключаются в следующем:

  • Не нужно изменять стандартную схему установки дополнительного насоса в систему отопления;
  • Общий патрубок для подключения гарантирует отсутствие неравномерного движения воды в трубах;
  • Возможность подключения к блоку управления отоплением – программатору.

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;

Заключение

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.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

Теперь вы знаете, как правильно выполнить установку циркуляционного насоса в систему водяного отопления и его подключение к электросети загородного дома. Это убережет вас от совершения разного рода ошибок, ведущих к мелким и крупным неприятностям. Опять же, вы сможете выполнить монтаж и обвязку агрегата своими руками.

Сделать и запустить тепловой геотермальный насос своими руками весьма непросто. Наверняка потребуются неоднократные доработки, исправления ошибок, настройки. Как правило, большинство неполадок в самодельных ТН возникает из-за неправильной сборки либо заправки основного теплообменного контура. Если агрегат сразу отказал (сработала автоматика безопасности) либо не греет теплоноситель, стоит вызвать мастера по холодильному оборудованию – он проведет диагностику и укажет на допущенные ошибки.

С сухим или мокрым ротором

Какой циркуляционный насос поставить на отопление лучше: с «сухим» или «мокрым» ротором? Ответ даст рассмотрение конструкции и характеристик каждого устройства. Насосы с «сухим» ротором представляют собой агрегаты, в которых в воде находится исключительно крыльчатка. Сам же ротор отделен от воды уплотнительными кольцами. Такие устройства имеют свои плюсы и минусы в плане бытового применения.

Плюсы «сухих» насосов:

  • Высокий КПД. КПД таких устройств составляет 80 — 85 %, что гораздо больше, чем у приборов с «мокрыми» роторами. Благодаря сниженному энергопотреблению их выгодно применять в системах с общей протяженностью трубопроводов свыше 200 м.
  • Работа с высокими температурами. Температура перекачиваемых жидкостей может составлять порядка 110 — 115°.

Минусы «сухих» насосов:

  • Высокая стоимость. Сами по себе такие агрегаты немало стоят в приобретении и в обслуживании.
  • Регулярная замена уплотнительных колец. В среднем срок службы уплотнителей составляет около 3 лет, после чего их придется менять. Чем больше в перекачиваемой жидкости твердых частиц, тем меньше прослужат уплотнители.
  • Высокая шумность. Из-за особенностей свой конструкции «сухие» модели очень шумные, поэтому их придется помещать в отдельные помещения (это в идеале) или в подвал.

Можно сказать, что «сухие» насосы подходят больше для производственного применения, где необходимо создать высокое давление и перекачивать жидкости по трубопроводу протяженностью в несколько сотен метров. Некоторые владельцы дач устанавливают себе подобные агрегаты, связывая отопительную систему дома с мастерской, гаражом или хозяйственной пристройкой. Однако, если у вас все отопление меньше 200 м, то для вас «сухие» модели не актуальны.

Устройство насоса на отопление частного дома

У «мокрых» же насосов ротор напрямую контактирует с водой, поэтому для них возможна лишь горизонтальная установка. Вся начинка заключена в металлически стакан (корпус).

Плюсы «мокрых» насосов:

  • Невысокая стоимость. Стоимость у таких агрегатов значительно ниже, чем у «сухих».
  • Не требуют постоянного обслуживания. Хотя эти насосы все же могут выйти из строя по каким-то причинам, однако они не требуют планового обслуживания, как например, у «сухих», где нужно регулярно менять уплотнители.
  • Тихие в работе. За счет того, что ротор находится в теплоносителе, его работа довольно тихая, поэтому не будет будить жильцов квартиры. Для него не требуется отдельное помещение.

Низкий КПД. КПД у таких приборов составляет примерно 50 — 55 %, поэтому они применимы лишь в небольших частных домовладениях (трубопровод протяженностью до 200 м).

Для частного дома и дачи лучше всего использовать «мокрые» насосы, которые дешевле и проще в обслуживании. Для большинства владельцев невысокий КПД не является критичным, так как в домашних условиях не нужно создавать высокое давление для большого напора. Также вода в трубах отопления редко достигает 90°, а «мокрые» насосы позволяют работать с теплоносителями температурой 90 – 100°. Если у вас дом площадью до 150 м2, тогда вам подойдет агрегат именно этого типа.

Выбор подходящей модели насоса

Возможность выбора заставляет обратить внимание на оборудование, чьи технические характеристики были проверены временем и многими потребителями. Предлагаем познакомиться с наиболее популярными моделями

Качественная модель, отличающаяся высоким качеством сборки. Циркуляционный насос GRUNDFOS ALPHA2 25-60 180 способен работать в 7 режимах. Подключение осуществляется с помощью штекера. Для увеличения срока службы устройства желательно задействовать источник бесперебойного питания. К преимуществам модели стоит отнести:

  • широкий диапазон потребляемой мощности;
  • простоту подключения и эксплуатации;
  • интуитивно понятную систему управления.

Единственным недостатком является высокая стоимость

Grundfos Alpha2 25-60 180

Качественная модель с широкими функциональными возможностями. Данный насос актуален для систем отопления, водоснабжения и вентиляции. Длительный срок службы обеспечивается чугунным корпусом и валом из нержавеющей стали. Предназначен для перекачивания чистой воды. Допускается установка только в горизонтальном положении. Циркуляционный насос Wilo Star-RS 25/4 имеет производительность 3 м³/час. Работает тихо.

К преимуществам относится:

  • высокая надёжность;
  • выбор рабочей скорости.

Из недостатков следует отметить требовательность к определённому положению в процессе работы и неудобство переключения скоростей.

Wilo Star-RS 25/4

Калибр НЦ-15/6

Надёжная трёхскоростная модель в чугунном корпусе из бюджетной серии. Способна сохранить работоспособность при достаточно высокой температуре. Допускает установку в различных положениях. При мощности 90 Вт весит 2,5 кг и не создаёт шум в процессе работы. Имеет производительность 2,5 м³/час.

К преимуществам стоит отнести:

  • низкую стоимость;
  • компактные размеры;
  • прочный корпус;
  • хороший КПД.

Из недостатков следует отметить низкое качество сборки, а также изготовление отдельных элементов ротора из пластика.

Калибр НЦ-15/6

Трёхскоростной насос без сальниковых уплотнений. Использование специальной СОЖ обеспечивает хорошее смазывание и охлаждение двигателя. Циркуляционный насос отличается низким уровнем энергопотребления. Мощность агрегата − 65 Вт. Создаёт минимум шума в процессе работы. Способен перекачивать до 3 м³/час. Благодаря компактным размерам легко монтируется в систему отопления. К недостаткам стоит отнести чувствительность к грязной воде.

UNIPUMP UPC 25-40

Оптимальный вариант для загородного дома. Имеет мощность 100 Вт. Экономичное оборудование, практически не создающее шума в процессе работы в жёстких условиях. Отличается простотой обслуживания. Качественная сборка гарантирует длительный срок службы. К недостаткам стоит отнести чувствительность к внешней температуре.

UNIPUMP UPC 25-40

25-40/180

  1. Выросла скорость движения теплоносителя. Тепло, вырабатываемое котлом, стало быстрее доставляться к радиаторам и передаваться в помещения.
  2. Соответственно, процесс обогрева дома существенно ускорился.
  3. Чем выше скорость протока, тем больше пропускная способность трубы. Значит, то же количество теплоты можно доставить в комнаты по магистралям меньшего диаметра. Проще говоря, трубопроводы стали вдвое меньше благодаря принудительной циркуляции воды от насоса, что дешевле и практичнее.
  4. Магистрали теперь можно прокладывать с минимальным уклоном и делать сколь угодно сложные и протяженные схемы водяного отопления. Главное, — правильный подбор насосного агрегата по мощности и создаваемому давлению.
  5. Бытовой циркуляционный насос для отопления сделал возможным организацию теплых полов и более эффективных закрытых систем, работающих под давлением.
  6. Удалось убрать с глаз вездесущие трубы, проходящие по комнатам и не всегда гармонирующие с интерьером. Все чаще отопительные коммуникации прокладываются в стенах, под напольным покрытием и за подвесными (натяжными) потолками.

У насосных систем есть и недостатки, куда без них. Это зависимость от электричества и его расход перекачивающим агрегатом в течение отопительного сезона. Поэтому при частых отключениях электроэнергии циркуляционный насос нужно устанавливать вместе с блоком бесперебойного питания либо подключать к электрогенератору. Второй недостаток не критичен, если правильно подобрать мощность аппарата, тогда и потребление электричества выйдет приемлемым.

Ведущие производители отопительного оборудования, такие как Grundfos (Грундфос) или Wilo (Вило) разработали новые модели агрегатов, способные экономить электроэнергию. Например, если купить и поставить циркуляционный насос Alpfa2 от бренда Grundfos, то он будет автоматически менять производительность в зависимости от потребностей системы отопления. Правда, цена его стартует от 120 у. е.

Насосы для отопления фирмы Грундфос
Циркуляционные агрегаты нового поколения от Grundfos – модели Alpfa2 и Alpfa2L