admin / 06.02.2020

Какой циркуляционный насос лучше?

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления: методы и расчет

Отопительная система в частном доме, как правило, бывает двух видов – с естественной и принудительной циркуляцией. Если в первом случае вода перемещается за счет теплового расширения, то при принудительной циркуляции теплоноситель проталкивается в трубопровод рабочими колесами электронасосов, и для эффективной работы важен правильный подбор циркуляционного насоса для системы отопления.

Задача подбора подходящей модели включает в себя выбор ее принципа действия и расчет основных параметров – объема прокачиваемого теплоносителя и напора (высоты подачи). Необходимые вычисления можно провести самостоятельно с помощью формул, таблиц или онлайн калькуляторов – для этого необходимо знать, какие вводить исходные данные и как правильно сделать расчеты.

Рис.1 Циркуляционные насосы для частного дома в работе

Для чего нужен циркуляционный насос

Открытые отопительные системы, в которых теплоноситель циркулирует по кругу, работают по следующей схеме: охлажденная вода поступает в котел, и после нагрева за счет теплового расширения поднимается вверх по трубам отопления, нагревая батареи отопления. Далее, по замкнутому контуру она опускается вниз и по горизонтальному трубопроводу с небольшим уклоном снова попадает на нагревательные ТЭНы котла.

Главный недостаток естественной циркуляции – малый размер контура, длина которого не превышает 30 метров, поэтому в большинстве бытовых отопительных систем применяется принудительная циркуляция.

Для перемещения воды по трубам в магистраль устанавливают электронасос, который лопатками своего рабочего колеса проталкивает тепловой носитель. Регулировку температуры в радиаторах отопления производят за счет изменения температуры воды в нагревательном котле, второй метод – регулирование скорости движения водного потока по трубам.

Многие типы циркулярников имеют 2 или 3 (реже 4) скорости, позволяющие повышать нагревательные свойства радиаторов за счет увеличения скорости движения теплоносителя.

Рис.2 Система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Устройство циркулярного насоса

В бытовой подаче воды лидирующее место занимают электронасосы центробежного принципа действия – при заборе жидкость поступает на центробежное колесо через входное отверстие, расположенное по центру его оси и выталкивается через боковой выходной патрубок.

В циркулярниках тепловой носитель поступает в рабочую камеру через центральное отверстие, а затем выталкивается лопатками центробежного колеса сквозь расположенный в боковой части его корпуса выходной патрубок. Таким образом, по принципу действия циркуляционные устройства можно отнести к центробежным видам, имеющим коэффициент полезного действия не более 80% и чувствительным к твердым примесям в воде.

Конструктивно электронасос состоит из корпуса, внутри которого помещен защищенный от влаги электродвигатель с рабочим колесом на валу, в основном колеса насосов закрытого типа – состоят из двух дисков, между которыми размещены подающие лопасти.

Рис. 3 Вариант установки насоса в однотрубный контур с теплыми полами

Какие бывают циркуляционные насосы

Насосы в магистрали отопления предназначены для перемещения теплоносителя, их задачей не является повышение давления (для этого устанавливаются повысительные помпы), оно создается лишь для преодоления гидравлического сопротивления.

Объем подачи зависит от скорости перемещения жидкости, и соответственно быстроты вращения рабочего колеса на валу электродвигателя.

Циркулярники относятся к In-Line видам, у которых входной и выходной патрубки расположены на одной линии, а условный проход имеет одинаковое сечение по всей длине.

Отличительная особенность циркулярных электронасосов – зависимость напора от конструкции лопастей колеса на валу электродвигателя и частоты его оборотов, при этом все типы делятся на две группы: при частоте N более 1500 об./мин. агрегаты относят к классу быстроходных, если скорость меньше 1500 об./мин., их называют тихоходными. Изменением мощности можно регулировать подачу Q, которая прямо пропорциональна скорости вращения рабочего колеса N.

При эксплуатации оборудования следует учитывать, что изменение мощности потребления P1\P2 пропорционально квадрату изменения напора H1\H2 и кубической степени изменения частоты вращения N1\N2 вала двигателя.

При увеличении частоты вращения вдвое, напор возрастает в 4 раза, а потребляемая мощность увеличивается в 8 раз, такая же пропорция соблюдается и при снижении оборотов.

Рис.4 Отечественные циркуляционные электронасосы для водоснабжения и отопления

Следует учитывать, что тихоходные типы имеют более сложную конструкцию и высокую цену, что в полной степени компенсируется экономией электроэнергии, потребляемой электроприводом, при выборе данной модификации. Если устанавливается агрегат с бесступенчатым регулированием частоты вращения вала электродвигателя в зависимости от температуры проводящего тела, то экономия электроэнергии станет еще больше.

Оптимальный КПД электронасосов получают при расположении его рабочей точки в средней трети части характеристик, для каждой марки производитель указывает оптимальный параметр.

Делая выбор циркуляционного насоса для отопления, рассматривают два основных варианта конструктивного исполнения – с сухим или мокрым ротором.

С сухим ротором

В образцах с сухим ротором в поток теплоносителя погружено только рабочее колесо на валу электродвигателя, вращающееся на подшипниках, которые отделены от ротора и статора мотора скользящими торцевыми уплотнениями. Высокая степень герметизации создается за счет использования двух плотно подогнанных подпружиненных колец из керамики и высокопрочного графита, одно из которых вращается на валу, а другое статически закреплено в корпусе.

При вращении между поверхностями уплотнительных шайб образуется тонкая водная пленка, играющая роль смазки и выполняющая охлаждающие функции. Устройства оснащаются электродвигателями с воздушным охлаждением, мощные образцы имеют крыльчатку для подачи воздуха на мотор.

Коэффициент полезного действия агрегатов с сухим ротором зависит от мощности и составляет 30% – 65% для устройств с мощностью до 1500 Вт, 35% – 75% для модификаций мощностью 1500 – 7500 Вт, и 40 – 80% для моделей мощности 7500 – 45000 Вт.

Обычно мощностной показатель, который необходим для бытового агрегата, редко превышает 1500 Вт, при этом максимальный потолок КПД оборудования с сухим ротором составляет 65%.

Циркуляционные насосы с сухим ротором предназначены для подачи жидкости с большим напором, чаще они используются в системах горячего водоснабжения (ГВС).

Рис.5 Циркулярный электронасос с сухим ротором для отопительной системы – конструктивное устройство

С мокрым ротором

Модели с мокрым ротором используются только в замкнутых контурах отопления, они обеспечивают быстрое перемещение жидкости по трубам, позволяющее уменьшить сечение трубопровода и сократить количество теплоносителя в системе – данные факторы способствуют уменьшению общих расходов на отопительную систему.

Относительно небольшое количество теплопроводящей жидкости повышает скорость реагирования на изменение настроек и облегчает регулировку.

В конструкции модели ротор отделен от статора тонкостенным стаканом и вращается в жидкости на подшипниках, которые смазываются и охлаждаются теплоносителем. Стакан обычно делается из немагнитной нержавеющей стали или углеродного волокна, толщина его стенки составляет 0,1 – 0,3 мм, материалом подшипников является прессованная керамика или спеченный графитовый сплав.

Электронасосы с мокрым ротором не имеют уплотнений и охлаждающей клетчатки – благодаря этому они отличаются бесшумной работой. Их частота вращения регулируется ступенчато вручную или с помощью автоматики в непрерывном режиме, отслеживая изменение разности давлений или температуры, при желании автоматика настраивается на включение агрегата в заданное время.

Современные устройства конструктивно построены по модульному принципу, облегчающему их ремонт и эксплуатацию, модели имеют в корпусе винтовую пробку для удаления воздуха при настройке системы.

Импортные модели электронасосов и их параметры рассчитаны на работу от сети однофазного тока переменным напряжением 230 В или от трехфазной сети напряжением 400 В.

КПД агрегатов с мокрым ротором ниже, чем у сухих моделей, из-за большего расстояния между статором и ротором, и как во всех видах возрастает с увеличением мощности и габаритных размеров агрегата. У модификаций с мощностью до 100 ватт КПД составляет 5% – 25%, от 100 до 500 Вт. – 20% – 40%, от 500 до 2500 Вт. – 30% – 40%.

Следует отметить, что при наивысшей мощности электронасоса для частного дома около 1000 Вт КПД видов с сухим и мокрым ротором отличается менее, чем в полтора раза.

Данный фактор не оказывает сильного влияния на подбор насоса для системы отопления в силу существенных преимуществ моделей с мокрым ротором (бесшумность, высокая пропускная способность, малое сечение трубопровода) перед сухороторными агрегатами.

Рис.6 Насосы с мокрым ротором – конструкция

Технические параметры

Решая, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, рассматривают его физические и технические характеристики, основные из которых:

  • Пропускная способность. Измеряется в метрах кубических в час или литрах в минуту, показывает объем жидкости, который прокачивает электронасос в единицу времени, расход тем больше, чем выше скорость потока. Показатель зависит от диаметра используемого трубопровода и может достигать значений до 15 м.куб./час.
  • Напор. Величина измеряется в метрах водяного столба и указывает высоту, на которую электронасос может вытолкнуть жидкость по вертикально установленному трубопроводу. Максимальный напор циркуляционного электронасоса у разновидностей с мокрым ротором – около 17 метров, хотя могут встречаться агрегаты с более высокими напорными характеристиками, но они неэффективны в эксплуатации (имеют большие габаритные размеры и слишком высокую стоимость).
  • Температурный диапазон. Понятно, что в отопительной системе насосное оборудование должно выдерживать максимальную температуру нагрева теплоносителя с запасом, обычно используемые модификации рассчитаны на максимальную температуру до 110º С, некоторые виды могут работать с жидкостями температурой до +130º С.
  • Уровень шума. В основном для использования в индивидуальных домах выбирают приборы с малым уровнем шума, такими особенностями обладает насосное оборудование с мокрым ротором, шумовые характеристики которого не превышают 35 – 40 Дб.
  • Соединение. В жилых индивидуальных домах используется отопительная магистраль малого сечения до 1,5 дюйма – в этом случае все насосное оборудование устанавливается в магистраль посредством резьбовых соединений (рассчитаны на трубопроводы диаметром до 2-х дюймов). Выходные фитинги большинства бытовых электронасосов оснащены наружной резьбой и легко встраиваются в линию при помощи соединительных муфт – американок.
  • Размерные параметры. Монтажная длина является основным показателем прибора при встраивании в трубопровод (для циркулярных видов стандартные размеры 130 и 180 мм.), также учитывается диаметр входного и выходного патрубков (стандарт 1 и 1,25 дюйма).
  • Класс защиты. По международной классификации стандартный класс защиты насосного оборудования отопительных систем IP44 – это означает, что агрегат защищен от попадания внутрь корпуса твердых механических частиц диаметром более 1-го миллиметра (первая цифра в маркировке), а его электрическая часть полностью закрыта от попадания капель и брызг, летящих под любым углом.

В характеристиках многих центробежных электронасосов для систем подачи воды, указывается и такой параметр, как размер частиц. Для насосных приборов замкнутой отопительной системы этот фактор не играет никакой роли (если не произошло разрушение материалов трубопровода и сантехнической арматуры) – жидкость в закрытом трубопроводе всегда в неизменно чистом состоянии.

По этой причине (открытый ротор с жидкостным охлаждением рассчитан на чистый теплоноситель) электронасосы с мокрым ротором не используют в магистралях горячего водоснабжения индивидуальных домов, где забор осуществляется из скважин или колодцев.

Рис.7 Пример условного обозначения электронасосов Grundfos

Маркировка

Насосное оборудование от разного производителя имеет свою маркировку, чаще всего на корпусе указывается напор (номинальное или максимальное значение) объем подачи (в метрах кубических в час или литрах в минуту, также номинальный или максимальный показатели) и условный диаметр проходного канала в миллиметрах.

В моделях Grundfos указывается материал изготовления корпуса, вид соединения и монтажная длина, в модельном ряду Wilo основными показателями являются внутренний диаметр условного прохода и максимальный напор.

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления – критерии

Делая выбор циркуляционного насоса для системы отопления частного дома, практически всегда отдают предпочтение моделям с мокрым ротором, специально предназначенным для работы в любых бытовых магистралях различной протяженности и объемов подачи.

Данные устройства по сравнению с другими видами обладают следующими преимуществами:

  • низким уровнем шума,
  • небольшими габаритными размерами,
  • ручной и автоматической регулировкой числа оборотов вала в минуту,
  • напорными и объемными показателями,
  • подходящими для всех отопительных систем индивидуальных домов.

Выбор насоса по количеству скоростей

Для повышения эффективности работы и экономии энергоресурсов лучше брать модели со ступенчатой (от 2-х до 4-х скоростей) или автоматической регулировкой частоты вращения электродвигателя.

Если используется автоматика для управления частотой, то экономия электроэнергии по сравнению со стандартными моделями достигает 50%, что составляет около 8% от электропотребления всего дома.

Рис. 8 Отличие подделки (справа) от оригинала (слева)

На что еще обратить внимание

При покупке популярных моделей Grundfos и Wilo велика вероятность подделки, поэтому следует знать некоторые отличия оригиналов от китайских аналогов. Например, немецкие Wilo можно отличить от китайской подделки по следующим признакам:

  • Оригинальный образец чуть больше по габаритным размерам, на его верхней крышке выбит серийный номер.
  • Рельефная стрелка направления движения жидкости в оригинале помещена на входном патрубке.
  • Клапан развоздушивания у подделки желтого цвета под латунь (такой же цвет и в аналогах под Grundfos)
  • Китайский аналог имеет с обратной стороны яркую блестящую наклейку с указанием классов по энергосбережению.

При покупке электронасосов Grundfos в комплектации оригинала обязательно присутствуют две накидные гайки с прокладками, сам паспорт исполнен в черно-белой цветовой гамме – у китайской подделки паспорт цветной и крепежная фурнитура отсутствует.

Рис. 9 Критерии подбора циркуляционного насоса для отопления

Как рассчитать параметры насоса

Определяя параметры циркуляционных насосов для систем отопления, учитывают их следующие основные показатели:

  • Напор. При перемещении теплопроводящей жидкости по магистрали она преодолевает гидравлическое сопротивление труб, радиаторов отопления, сантехнической арматуры. Создаваемое насосом давление позволяет теплоносителю двигаться по трубам, преодолевая это сопротивление, параметр измеряется в метрах водяного столба и показывает, на какую высоту по вертикали может быть поднята рабочая жидкость.
  • Объем подачи. Данный показатель указывает на количество теплоносителя, который подается на отопительные радиаторы в единицу времени, параметр напрямую связан со скоростью вращения рабочего колеса.

Все остальные характеристики насосного оборудования (мощность, частота вращения вала электродвигателя) являются производными от основных параметров. Выбирают мощность и частоту по наилучшим показателям из модельного ряда агрегатов от разных производителей после вычисления необходимого напора и объема подачи.

Если не обращаться за помощью к специалистам, то параметры электронасосов рассчитывают вручную, по таблицам, с помощью онлайн калькуляторов, которые имеются на сайтах некоторых известных производителей, или по компьютерным программам – последний метод является наиболее точным.

Рассчитать основные технические параметры самостоятельно вручную по формулам не слишком сложно, результат можно сравнить с указанными в таблице данными, которые предоставляют некоторые производители. В таблице (рис. 11) отмечена мощность отопительного котла и объем обогреваемого помещения, подходящая модель насоса выбирается по этим данным. Табличные результаты не слишком точны – они не учитывают гидравлическое сопротивление, соответствующее потерям в прямой и обратной линии, но их можно использовать для проверки полученных вручную или на онлайн калькуляторах результатов.

Рис. 10 Расчет тепловой мощности дома

Для чего необходимо выполнять расчет

Ответ на данный вопрос очевиден, для оптимального подбора насосного оборудования необходим предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления, чем точнее вычисления, тем более оптимальным будет выбор. Правильно подобранный насос для отопления будет функционировать в пределах рабочей области, обеспечивающей наивысший коэффициент полезного действия – это позволит сэкономить энергоресурсы.

Также многие циркулярники имеют несколько скоростей регулировки частоты вращения – если вычисления верны, выбирают модель с оптимальной скоростью с таким расчетом, чтобы переключение на другие обороты позволяло комфортно использовать обогрев или экономить энергоресурсы без ухудшения условий проживания.

Расчет производительности насоса

Объем подачи электронасоса вычисляется по нескольким формулам, одна из которых:

Q = P/(1,163 х (Tf – Tr)) или Q = 0,86R/(TF–TR) (м.куб./ч.)

где:

  • Q – объем прокачиваемого количества теплоносителя в м.куб./ч.;
  • P – тепловое потребление отапливаемых помещений (тепловая мощность) в Вт;
  • (Tf – Tr) – разница температур в трубах, выходящей от котла и подающей воду обратно (для длинных трубопроводов с водяными теплыми полами разность составляет около 20 С.; если используются короткие контуры с небольшим количеством радиаторов отопления, значение берется около 10 С.; если греют только теплый пол небольшой площади, температурный перепад принимают равным 5 С.);
  • 1,163 – коэффициент удельной теплоемкости воды в Вт.*ч./кг.*К. (для антифризов показатель имеет другое значение, определяется по справочной литературе).

Еще одна формула выглядит следующим образом:

Q = 3,6 х P/(С х (Tf – Tr)), (м.куб./ч.)

где: С – теплоемкость (для воды составляет 4,2 кДж./кг.*С), остальные символы аналогичны приведенным в предшествующей формуле.

При расчете тепловой мощности помещения, которое отапливают, руководствуются СНиП 2.04.07-86 для теплосетей, в них для одно- двухэтажных зданий при наружной температуре от -20 до -30º С принимается показатель теплового потребления 173 – 177 Ватт на один квадратный метр, для зданий большей этажности в три-четыре этажа данный параметр составляет 97 – 101 Вт./м.кв.

Понятно, что общая тепловая мощность потребляемой всем домом энергии, которая необходима для подсчетов, складывается из суммирования площадей всех помещений, в которых установлены отопительные радиаторы.

Приведенные выше формулы используются при начальных расчетах магистрали отопления – на их основе в зависимости от потребления тепла помещениями выбирается отопительный котел. Если он установлен, вместо необходимой тепловой мощности в формуле используются параметры котла, пример (мощность котла 50 кВт.):

Q = 50/(1,163 х 20С) = 2,15 м.куб./час. – объем подачи циркулярного насоса для генератора тепла мощностью 50 кВт., данный расход можно использовать для приблизительных вычислений.

Рис.11 Расчет насоса для системы отопления по мощности котла отопления на примере Wilo

Мощность системы отопления и требуемый напор

Напор является второй важной характеристикой насоса, он должен быть больше сопротивления магистрали, для определения его значения вычисляется гидравлическое сопротивление движению воды, формула имеет следующий вид:

H = (F х R × L)/(p × g) или (F х R × L)/10000 (м.)

где:

  • H – напор, выраженный в метрах водяного столба;
  • F – коэффициент для сантехнической арматуры, составляет 1,3 для фасонных деталей и 1,7 для термостатического вентиля или клапана, если в магистрали установлены оба вида комплектующих, коэффициент принимается равным 2,2, при наличии смесителя или гравитационного тормоза значение коэффициента равно 1,2, а общее значение при наличии всех 3-х составляющих следует увеличить до 2,6.
  • R – гидравлическое сопротивление или потери на трение в трубах, выражается в паскалях на погонный метр, лежит в диапазоне от 50 Па./м. до 150 Па./м. Дома старых лет постройки со стальными трубопроводами большого диаметра имеют малое гидравлическое сопротивление по сравнению с современными металлопластиковыми материалами других параметров, при их расчете значение R принимается равным 50 Па./м.;
  • p – плотность теплоносителя, при использовании воды ее показатель 1000 кг./м.куб.;
  • g – максимальная высота подъема водяного столба, ограниченная атмосферным давлением, составляет 10,33 метра (при расчетах округляется до 10) при отсутствии гидравлического сопротивления.

Пример расчета напора в линии, общей длиной 100 метров с металлопластиковыми трубами малого диаметра (гидравлическое сопротивление 150 Па./м.) при наличии фасонных деталей и сантехнической арматуры из термостатических клапанов и смесителя (коэффициент 2,6):

H = 150 х 100 х 2,6/10000 = 3,9 м.

Рис. 12 Программа для расчета гидравлических сопротивлений

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

Как отмечалось выше, сопротивление, которое препятствует движению воды, при расчетах составляет от 50 до 150 Па./м, для более точного вычисления потерь можно воспользоваться компьютерной программой для определения значения гидравлического сопротивления давлению в трубе одной ветки.

После определения основных данных – напора и объема подачи, из каталога производителя подбирают нужную модель, используя графики зависимости напорных характеристик от объема прокачки. На диаграмме совмещают горизонтальную линию рассчитанного напора и вертикальную ось подачи, затем определяют модель по диаграмме рабочих характеристик.

Как видно из графика характеристик (точка на рис. 13), подходящая модель насоса, исходя из проведенных расчетов в случае выбора Wilo – Star RS 15\6, 25\6, 30\6 с тремя скоростями вращения вала электродвигателя.

  • Возможно будет интересно: Отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками

Количество скоростей насоса

Известные производители насосного оборудования для отопления оснащают свои агрегаты переключателями частоты вращения вала, в некоторых моделях скорость работы устройства регулируется автоматически. При эксплуатации это создает дополнительные удобства: так как нагревание жидкости происходит довольно долго, для быстрого прогрева помещений можно выставить максимальную скорость работы электронасоса или сэкономить электроэнергию, установив минимальные обороты электродвигателя, когда помещение прогрето.

Количество скоростей, в зависимости от производителя, может составлять от 2-х до 4-х – чем их больше, тем более эффективно можно использовать циркулярник в отопительной системе, а самый экономичный вариант – электронное управление частотой вращения.

Рис.13 Подбор электронасоса по напорным характеристикам

Производители и цены

Отопление является основной системой частного дома, в отличие от водопровода и канализации, его остановка может нанести существенный финансовый ущерб при поломках в зимнее время и размораживании. Даже если хозяева присутствуют в доме и циркулярник вышел из строя, придется срочно покупать новый прибор, а это не всегда возможно в глухих сельских районах. Также качественное насосное оборудование для отопления повышает комфортность проживания и экономит энергоресурсы – поэтому лучше выбирать модели от известных производителей, избегая описанных выше китайских подделок.

Wilo – известный немецкий производитель, поставляет на рынок широкую линейку бытовых циркулярников серии RS, Stratos, Smart, Top, все модификации имеют следующие особенности:

  • Выпускаются в соответствии с европейской директивой по энергосбережению EnEV для отопительных контуров с тепловой мощностью более 25 кВт, согласно которой допускается только автоматическое регулирование работы насосного оборудования и наличие не менее 3 ступеней регулировки потребляемой электроэнергии.
  • Рассчитаны на европейское напряжение переменного тока в 230/400 В с допустимыми отклонениями 10%.
  • Корпуса в основном сделаны из чугуна.
  • Мощность агрегатов в зависимости от напорных и объемных характеристик лежит в диапазоне от 40 до 200 вт., выбранный ранее электронасос для однодюймовой трубы Wilo – Star RS 25\6 имеет мощность 99 Вт.
  • Стоимость циркулярных электронасосов Wilo колеблется в пределах от 50 до 100 у.е.

Рис. 14. Популярные марки циркулярников Grundfos, Wilo, DAB

Grundfos – всемирно известный датский производитель насосного оборудования, на рынке представлены модели UP, UPS, UPSD, Solar и их более современные аналоги Alpha2, имеющие следующие особенности:

  • Корпуса изготавливают из чугуна, латуни и нержавеющей стали (маркируются литерой N).
  • Модели UPS оснащены 3-мя скоростями вращения вала, в Alpha2 частота регулируется автоматически.
  • Представлен широкий спектр мощных моделей с объемом подачи до 15 м./ куб. и напором до 15 м.
  • Стоимость электронасосов Grundfos составляет 70 – 100 у.е., цена мощных приборов может доходить до 500 у.е.

Если сравнивать мощность агрегатов Wilo и Grundfos, то аналогичный ранее рассмотренному прибору Star RS 25\6 от Wilo, Grundfos UPS 25-60 180 потребляет в полтора раза меньше электроэнергии – его мощность составляет 60 Вт. К тому же Grundfos имеет максимальный объем подачи в 4,35 м.куб./ч. против 3,5 м.куб./ч. у Wilo.

DAB – известный итальянский производитель, поставляет на рынок бытовые циркулярные насосы серии A и VA, их отличительные особенности:

  • Наличие 3-х скоростей вращения у однофазных моделей и встроенная защита от перегрузки.
  • Рабочая температура теплоносителя от -10 до +110 С.
  • Для бытового использования наиболее подходит линейка VA, максимальная производительность который составляет 3,5 м.куб.\ ч. и максимальный напор 6,5 м. (у серии A соответствующие максимальные показатели 16 м.куб.\ч. и 11 м.).

Выбор моделей DAB является оптимальным вариантом по соотношению цены и качества, циркулярник DAB VA 35/180 с максимальными производительностью 3 м. куб./ч. и напором 4,3 м. стоит около 60 у.е. – это на 40 у.е. дешевле Grundfos и Wilo.

Рис. 15 Параметры DAB

Рекомендации по установке насосов

При установке насосов в магистраль отопления необходимо соблюдать следующие правила:

  • Агрегат устанавливается таким образом, чтобы его вал занимал горизонтальное положение, направление перемещения теплоносителя должно соответствовать стрелке на корпусе прибора.
  • Крепление подобранного устройства производится разводным сантехническим ключом при помощи резьбового крепежа (накидные гайки от фитингов американка) с прокладками.
  • Подсоединение к системе электроснабжения производится согласно электрической схеме включения, при этом используют три провода сечением не менее 0,75 мм. кв. и внешним диаметром, рассчитанным на уплотнительную муфту в коробке.

Перед первым включением проверяют трубопровод на отсутствие посторонних предметов, герметичность резьбовых соединений, правильность подключения проводов и параметры питающей электросети, убеждаются в том, что краны запорной арматуры открыты.

При включении удаляют воздух из насоса выкручиванием резьбовой пробки, проверяют амперметром силу тока в обмотке электродвигателя (она должна соответствовать данным, приведенным на корпусной маркировке), убеждаются в отсутствии повышенной вибрации и шума при работе агрегата.

Рис. 16 Подключение и монтаж циркулярника Grundfos с байпасной веткой

Особенности монтажа

Как правило, циркулярные электронасосы устанавливаются в магистраль с использованием байпаса – параллельного трубопровода с шаровым краном, через который подается теплоноситель при отключенной ветке насоса. Такая конструкция позволяет извлекать циркулярник для настройки, ремонта или замены без слива теплоносителя из системы.

Правильно выбрать циркуляционный насос для отопления – ответственная задача, решение которой лучше доверить специалистам. От выбранного агрегата зависит комфортность и эффективность работы системы отопления (оптимальный КПД устройства), расход электроэнергии, экономия которой при правильном решении может достигать 80%.

При желании можно самостоятельно провести расчеты по формулам, наиболее высокую точность подсчетов получают при использовании компьютерных программ. При работе с программами необходимо понимать, как правильно вносить данные – во многих случаях это требует специальных технических знаний, на получение которых придется потратить некоторое время

Конвертер величин

Подробнее о давлении

Давление в большинстве кастрюль-скороварок во время работы равно 1 атмосфере или 15 паскалям

Общие сведения

Воздушный шар, лопающийся в офисе TranslatorsCafe.com

В физике давление определяется как сила, действующая на единицу площади поверхности. Если две одинаковые силы действуют на одну большую и одну меньшую поверхность, то давление на меньшую поверхность будет больше. Согласитесь, гораздо страшнее, если вам на ногу наступит обладательница шпилек, чем хозяйка кроссовок. Например, если надавить лезвием острого ножа на помидор или морковь, овощ будет разрезан пополам. Площадь поверхности лезвия, соприкасающаяся с овощем, мала, поэтому давление достаточно велико, чтобы разрезать этот овощ. Если же надавить с той же силой на помидор или морковь тупым ножом, то, скорее всего, овощ не разрежется, так как площадь поверхности ножа теперь больше, а значит давление — меньше.

В системе СИ давление измеряется в паскалях, или ньютонах на квадратный метр.

Относительное давление

Иногда давление измеряется как разница абсолютного и атмосферного давления. Такое давление называется относительным или манометрическим и именно его измеряют, например, при проверке давления в автомобильных шинах. Измерительные приборы часто, хотя и не всегда, показывают именно относительное давление.

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это давление воздуха в данном месте. Обычно оно обозначает давление столба воздуха на единицу площади поверхности. Изменение в атмосферном давлении влияет на погоду и температуру воздуха. Люди и животные страдают от сильных перепадов давления. Пониженное давление вызывает у людей и животных проблемы разной степени тяжести, от психического и физического дискомфорта до заболеваний с летальным исходом. По этой причине, в кабинах самолетов поддерживается давление выше атмосферного на данной высоте, потому что атмосферное давление на крейсерской высоте полета слишком низкое.

Анероид содержит датчик — цилиндрическую гофрированную коробку (сильфон), связанную со стрелкой, которая поворачивается при повышении или понижении давления и, соответственно, сжатия или расширения сильфона

Атмосферное давление понижается с высотой. Люди и животные, живущие высоко в горах, например в Гималаях, адаптируются к таким условиям. Путешественники, напротив, должны принять необходимые меры предосторожности, чтобы не заболеть из-за того, что организм не привык к такому низкому давлению. Альпинисты, например, могут заболеть высотной болезнью, связанной с недостатком кислорода в крови и кислородным голоданием организма. Это заболевание особенно опасно, если находиться в горах длительное время. Обострение высотной болезни ведет к серьезным осложнениям, таким как острая горная болезнь, высокогорный отек легких, высокогорный отек головного мозга и острейшая форма горной болезни. Опасность высотной и горной болезней начинается на высоте 2400 метров над уровнем моря. Во избежание высотной болезни доктора советуют не употреблять депрессанты, такие как алкоголь и снотворное, пить много жидкости, и подниматься на высоту постепенно, например, пешком, а не на транспорте. Также полезно есть большое количество углеводов, и хорошо отдыхать, особенно если подъем в гору произошел быстро. Эти меры позволят организму привыкнуть к кислородной недостаточности, вызванной низким атмосферным давлением. Если следовать этим рекомендациям, то организму сможет вырабатывать больше красных кровяных телец для транспортировки кислорода к мозгу и внутренним органам. Для этого организм увеличат пульс и частоту дыхания.

Первая медицинская помощь в таких случаях оказывается немедленно. Важно переместить больного на более низкую высоту, где атмосферное давление выше, желательно на высоту ниже, чем 2400 метров над уровнем моря. Также используются лекарства и портативные гипербарические камеры. Это легкие переносные камеры, в которых можно повысить давление с помощью ножного насоса. Больного горной болезнью кладут в такую камеру, в которой поддерживается давление, соответствующее более низкой высоте над уровнем моря. Такая камера используется только для оказания первой медицинской помощи, после чего больного необходимо спустить ниже.

Некоторые спортсмены используют низкое давление, чтобы улучшить кровообращение. Обычно для этого тренировки проходят в нормальных условиях, а спят эти спортсмены в среде с низким давлением. Таким образом, их организм привыкает к высокогорным условиям и начинает вырабатывать больше красных кровяных телец, что, в свою очередь, повышает количество кислорода в крови, и позволяет достичь более высоких результатов в спорте. Для этого выпускаются специальные палатки, давление в которых регулируются. Некоторые спортсмены даже изменяют давление во всей спальне, но герметизация спальни — дорогостоящий процесс.

Скафандры

Многоразовый транспортный космический корабль НАСА «Атлантис» в экспозиции Космического центра имени Кеннеди.

Пилотам и космонавтам приходится работать в среде с низким давлением, поэтому они работают в скафандрах, позволяющих компенсировать низкое давление окружающей среды. Космические скафандры полностью защищают человека от окружающей среды. Их используют в космосе. Высотно-компенсационные костюмы используют пилоты на больших высотах — они помогают пилоту дышать и противодействуют низкому барометрическому давлению.

Гидростатическое давление

Гидростатическое давление — это давление жидкости, вызванное силой тяжести. Это явление играет огромную роль не только в технике и физике, но также и в медицине. Например, кровяное давление — это гидростатическое давление крови на стенки кровеносных сосудов. Кровяное давление — это давление в артериях. Оно представлено двумя величинами: систолическим, или наибольшим давлением, и диастолическим, или наименьшим давлением во время сердцебиения. Приборы для измерения артериального давления называются сфигмоманометрами или тонометрами. За единицу артериального давления приняты миллиметры ртутного столба.

Цифровой аппарат для измерения давления, также называемый сфигмоманометром

Кружка Пифагора — занимательный сосуд, использующий гидростатическое давление, а конкретно — принцип сифона. Согласно легенде, Пифагор изобрел эту чашку, чтобы контролировать количество выпитого вина. По другим источникам эта чашка должна была контролировать количество выпитой воды во время засухи. Внутри кружки находится изогнутая П-образная трубка, спрятанная под куполом. Один конец трубки длиннее, и заканчивается отверстием в ножке кружки. Другой, более короткий конец, соединен отверстием с внутренним дном кружки, чтобы вода в чашке наполняла трубку. Принцип работы кружки схож с работой современного туалетного бачка. Если уровень жидкости становится выше уровня трубки, жидкость перетекает во вторую половину трубки и вытекает наружу, благодаря гидростатическому давлению. Если уровень, наоборот, ниже, то кружкой можно спокойно пользоваться.

Давление в геологии

Кристалл кварца, освещенный лазерной указкой

Давление — важное понятие в геологии. Без давления невозможно формирование драгоценных камней, как природных, так и искусственных. Высокое давление и высокая температура необходимы также и для образования нефти из остатков растений и животных. В отличие от драгоценных камней, в основном образующихся в горных породах, нефть формируется на дне рек, озер, или морей. Со временем над этими остатками собирается всё больше и больше песка. Вес воды и песка давит на остатки животных и растительных организмов. Со временем этот органический материал погружается глубже и глубже в землю, достигая нескольких километров под поверхностью земли. Температура увеличивается на 25 °C с погружением на каждый километр под земной поверхностью, поэтому на глубине нескольких километров температура достигает 50–80 °C. В зависимости от температуры и перепада температур в среде формирования, вместо нефти может образоваться природный газ.

Алмазные инструменты

Природные драгоценные камни

Образование драгоценных камней не всегда одинаково, но давление — это одна из главных составных частей этого процесса. К примеру, алмазы образуются в мантии Земли, в условиях высокого давления и высокой температуры. Во время вулканических извержений алмазы перемещаются в верхние слои поверхности Земли благодаря магме. Некоторые алмазы попадают на Землю с метеоритов, и ученые считают, что они образовались на планетах, похожих на Землю.

Синтетические драгоценные камни

Производство синтетических драгоценных камней началось в 1950-х годах, и набирает популярность в последнее время. Некоторые покупатели предпочитают природные драгоценные камни, но искусственные камни становятся все более и более популярными, благодаря низкой цене и отсутствию проблем, связанных с добычей натуральных драгоценных камней. Так, многие покупатели выбирают синтетические драгоценные камни потому, что их добыча и продажа не связана с нарушением прав человека, детским трудом и финансированием войн и вооруженных конфликтов.

Одна из технологий выращивания алмазов в лабораторных условиях — метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре. В специальных устройствах углерод нагревают до 1000 °C и подвергают давлению около 5 гигапаскалей. Обычно в качестве кристалла-затравки используют маленький алмаз, а для углеродной основы применяют графит. Из него и растет новый алмаз. Это самый распространенный метод выращивания алмазов, особенно в качестве драгоценных камней, благодаря низкой себестоимости. Свойства алмазов, выращенных таким способом, такие же или лучше, чем свойства натуральных камней. Качество синтетических алмазов зависит от метода их выращивания. По сравнению с натуральными алмазами, которые чаще всего прозрачны, большинство искусственных алмазов окрашено.

Благодаря их твердости, алмазы широко используются на производстве. Помимо этого ценятся их высокая теплопроводность, оптические свойства и стойкость к щелочам и кислотам. Режущие инструменты часто покрывают алмазной пылью, которую также используют в абразивных веществах и материалах. Большая часть алмазов в производстве — искусственного происхождения из-за низкой цены и потому, что спрос на такие алмазы превышает возможности добывать их в природе.

Некоторые компании предлагают услуги по созданию мемориальных алмазов из праха усопших. Для этого после кремации прах очищается, пока не получится углерод, и затем на его основе выращивают алмаз. Изготовители рекламируют эти алмазы как память об ушедших, и их услуги пользуются популярностью, особенно в странах с большим процентом материально обеспеченных граждан, например в США и Японии.

Метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре

Метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре в основном используется для синтеза алмазов, но с недавнего времени этот метод помогает усовершенствовать натуральные алмазы или изменить их цвет. Для искусственного выращивания алмазов используют разные прессы. Самый дорогой в обслуживании и самый сложный из них — это пресс кубического типа. Он используется в основном для улучшения или изменения цвета натуральных алмазов. Алмазы растут в прессе со скоростью примерно 0,5 карата в сутки.

Литература

Отопление в частном доме с применением циркуляционных насосов

Сегодня редко встретишь систему обогрева дома, построенную по классической гравитационной схеме. Практически везде применяется циркуляционный насос для отопления. Это устройство полезно и функционально, однако снижает общие требования к точности проектирования трубопроводной сети. Одновременно без принудительного источника циркуляции невозможна работа таких технологичных систем отопления в частном доме или квартире, как теплый пол.

Устройство и принцип работы циркуляционного насоса

Устройство циркуляционного насоса — реализация стандартной схемы центробежной машины. В основные конструкционные узлы входят:

  • корпус насоса;
  • ротор, передающий вращение от вала двигателя блоку турбины;
  • крыльчатка турбины с наклонными лопатками, которую еще называют рабочим колесом;
  • средства уплотнения, изоляции от воды или теплоносителя;
  • основная электрическая схема, переключающая режимы работы и осуществляющая контроль параметров двигателя.

Насосы для циркуляции могут иметь различную форму корпуса и расположение отводных и входных патрубков. Это сделано, чтобы устройство просто монтировалось, обслуживалось в условиях эксплуатации, для которого оно разработано. В частности, подбор насоса можно сделать по типу подключения: с фланцем, резьбовым соединением, гайкой.

Циркулирующий насос имеет небольшие габариты. Его часто встраивают непосредственно во внутреннюю полость корпуса бытовых газовых котлов отопления. В сборе с насосом могут устанавливаться устройства безопасности. Малые размеры нагнетателя легко понять, если учесть назначение циркуляционных насосов. От них не требуется рекордная мощность подачи жидкости. Фактически, они двигают воду буквально в горизонтальном направлении.

Задача циркуляционных насосов — преодолевать гидравлическое сопротивление трубопроводов. Если рассматривается коллекторная группа теплого пола, нагнетатель занят созданием потока очень малого объема как такового, так как никаких значимых гравитационных сил в отопительной схеме этого типа не существует.

Принцип работы циркуляционного насоса можно проиллюстрировать несколькими пунктами.

  1. Теплоноситель поступает во входной патрубок.
  2. При включении двигателя момент вращения передается через ротор на колесо турбины.
  3. Вращаясь, колесо наклонными лопатками перемещает воду, которая движется к краю диска под действием механики (распределение сил по наклонной плоскости), а также благодаря центробежной силе.
  4. По мере приближения к краю диска, скорость потока воды растет, как и ее давление.
  5. Жидкость выбрасывается в выходной патрубок.

По мере движения воды или теплоносителя к краю турбинного колеса во входном патрубке возникает разрежение, он захватывает новую порцию рабочего тела для транспортировки.

Важно! Циркуляционный насос газового или твердотопливного котла способен эффективно обслуживать определенную длину трубопроводов, прокачивая заявленный в характеристиках объем теплоносителя. Если требуется большая производительность и напор — не обязательно покупать отдельный, внешний нагнетатель. В систему можно установить дополнительный насос, который создаст необходимый поток или поможет поднять воду на второй этаж. Так же поступают, когда строиться распределенная, зонированная система теплого пола.

Как обычная домашняя, так и система отопления с двумя насосами может использовать различные типы нагнетателей. Главное отличие предлагаемых на рынке моделей в инженерном решении зоны ротор-турбина.

Насосы с мокрым ротором

Насосы для циркуляции с мокрым ротором — самый распространенный тип нагнетателей для системы отопления частного дома или квартиры. Устройства так названы из-за того, что работа узлов происходит непосредственно в теплоносителе.

  1. Ротор помещается в специальный стакан с уплотнительной или вихревой защитой от протечек.
  2. Во время работы детали ротора, включая подшипники скольжения, находятся в воде или теплоносителе.
  3. Происходит непрерывная смазка и охлаждение частей конструкции.

Благодаря таким особенностям работы мокрые системы отличаются стабильностью, отсутствием необходимости в обслуживании, низким шумом.

Чтобы в область ротора не попал воздух, насос оснащается выпускными отводами. Верхний предназначен для работы автоматизированной системы, а через находящийся в передней части корпуса спускают газ во время пусконаладочных операций или регулировки.

Важно! Работа насоса с мокрым ротором при условии попадания воздуха в трубопроводы вызывает резко растущий износ движущихся частей, перегрев, заклинивание или непоправимую поломку оборудования. Не рекомендуется присутствие в теплоносителе абразивных частиц. Поэтому водяной насос с мокрым ротором следует устанавливать только в закрытой системе отопления.

Насосы с сухим ротором

Насос с сухим ротором исполняется с тщательным изолированием блока турбины от протечек. Система имеет ряд достоинств и недостатков.

  1. Преимущество сухих систем в лучшем охлаждении — большинство узлов не соприкасается в системе отопления с горячим теплоносителем.
  2. Сухие насосы более шумные.
  3. Общий уровень надежности насосов с сухим ротором ниже из-за большего количества уплотнителей, отсутствия постоянной смазки.

Однако главное достоинство нагнетателей сухого типа заключается в том, что они не боятся завоздушивания. Им также меньше мешает абразивная взвесь в воде — от нее страдает только турбина, у которой ресурс выработки на отказ гораздо выше, чем у блока ротора с его подшипниками скольжения. Поэтому такие нагнетатели стоит выбрать, если строится открытая система отопления с циркуляционным насосом.

Совет! Опасность открытой системы отопления для циркулярного насоса состоит в вероятности завоздушивания, гидравлических бросков и образования в теплоносителе абразивной взвеси. Из-за контакта с воздухом вода постоянно насыщается кислородом, процессы окисления ускоряются, особенно, если используются стальные трубы или радиаторы отопления. В теплоносителе увеличивается количество ржавчины. В таких условиях рекомендуется применение насоса с сухим ротором.

Насосы с регулировкой скорости

Скорость насоса в системе отопления играет большую роль. При помощи ее изменения можно добиться:

  • оптимального режима работы нагревательного оборудования;
  • стабилизации температуры всех радиаторов, вне зависимости от дальности их расположения от котла;
  • уменьшения температуры теплоносителя при неизменной эффективности отопления, так как при большей скорости циркуляции вода каждый проход теряет меньше энергии.

Сегодня на рынке представлены различные технические решения насосов. Домашнее отопление может использовать односкоростную модель, производительность которой нужно выбрать в соответствии с характеристиками котла и общего объема теплоносителя. Предлагаются двух, трех, четырехскоростные модели. Их работа основана на изменении схемы коммутации полюсных пар двигателя.

Более технологичное, но и ощутимо дорогое решение — частотное управление. Насос такого типа обеспечивает не ступенчатое переключение, а плавное регулирование скорости. Это позволяет очень тонко настроить работу отопительного контура.

Применение циркуляционных насосов в отоплении дома

Поскольку выше уже были упомянуты некоторые особенности эксплуатации циркуляционных насосов для воды в различных схемах отопления, следует подробнее коснуться главных черт их организации. Стоит отметить, что в любом случае нагнетатель ставится на трубе обратной подачи, если домашнее отопление подразумевает подъем жидкости на второй этаж — там устанавливается еще один экземпляр нагнетателя.

Закрытая система

Самая главная черта закрытой системы отопления — герметизация. Здесь:

  • теплоноситель никак не соприкасается с воздухом в помещении;
  • внутри герметичной системы трубопроводов давление выше атмосферного;
  • расширительный бак построен по схеме гидрокомпенсатора, с мембраной и областью воздуха, создающего обратное давление и компенсирующая расширение теплоносителя при нагревании.

На заметку! Для закрытой схемы можно сделать расширительной бак своими руками. Его емкость рассчитывается по простым формулам, зависит от общего объема воды в системе.

Достоинств у закрытой системы отопления множество. Это и возможность провести обессоливание теплоносителя для нулевого осадка и накипи на теплообменнике котла, и заливка антифриза для предотвращения замерзания, и возможность использовать для передачи тепла широкий ряд составов и веществ, начиная от водно-спиртового раствора, заканчивая машинным маслом.

Схема закрытой системы отопления с насосом однотрубного и двухтрубного типа выглядит следующим образом:

При установке гаек Маевского на радиаторах отопления улучшается настройка контура, не нужна отдельная система выпуска воздуха и предохранители перед циркуляционным насосом.

Важно! Закрытая система отопления, построенная без наклона труб, соблюдения уровня основных линий движения теплоносителя, не работает без циркуляционного насоса. Она также не функционирует при отключении электропитания.

Открытая система отопления

Внешние характеристики открытой системы похожи на закрытую: те же трубопроводы, радиаторы отопления, расширительный бак. Но есть кардинальные отличия в механике работы.

  1. Основная движущая сила теплоносителя — гравитационная. Нагретая вода поднимается вверх по разгонной трубе, для увеличения циркуляции ее рекомендуют делать как можно длиннее.
  2. Трубы подачи и обратки располагают под наклоном.
  3. Расширительный бак — открытого типа. В нем теплоноситель соприкасается с воздухом.
  4. Давление внутри открытой системы отопления равно атмосферному.
  5. Циркуляционный насос, установленный на обратке подачи, выполняет роль усилителя циркуляции. Его задача состоит также в компенсации недостатков системы трубопроводов: излишнего гидравлического сопротивления из-за избыточных стыков и поворотом, нарушение углов наклона и прочего.

Открытая система отопления требует обслуживания, в частности, постоянном доливе теплоносителя для компенсации испарения из открытого бака. Также в сети трубопроводов и радиаторов постоянно идут процессы коррозии, из-за чего вода насыщается абразивными частицами, и рекомендуется устанавливать циркуляционный насос с сухим ротором.

Схема открытой системы отопления выглядит следующим образом:

Открытую систему отопления при правильных углах наклона и достаточной высоте разгонной трубы можно эксплуатировать и при отключении электропитания (прекращении работы циркуляционного насоса). Для этого в структуре трубопроводов делают байпас. Схема отопления выглядит так:

При прекращении подачи электричества достаточно открыть кран на обводной петле байпаса, чтобы система продолжила работу на гравитационной схеме циркуляции. Данный блок также делает более простым начальный запуск отопления.

Система теплый пол

В системе теплого пола правильный расчет циркуляционного насоса и выбор надежной модели — гарантия стабильной работы системы. Без принудительного нагнетания воды такая структура просто не может работать. Принцип установки насоса следующий:

  • на входной патрубок подается горячая вода из котла, которая через блок смесителя перемешивается с обраткой теплого пола;
  • подающий коллектор для теплого пола присоединяется к выходному патрубку насоса.

Распределительно-регулирующий узел теплого пола выглядит следующим образом:

Система работает по следующему принципу.

  1. На входе насоса устанавливается основной терморегулятор, управляющий смесительным узлом. Он может получать данные из внешнего источника, например, выносных датчиков в комнате.
  2. В подающий коллектор приходит горячая вода установленной температуры и расходится по сети теплого пола.
  3. Пришедшая обратка имеет более низкую температуру, чем подача из котла.
  4. Терморегулятор с помощью узла смесителя меняет пропорции горячего потока котла и остывшей обратки.
  5. Через насос подается вода установленной температуры на входной распределительный коллектор теплого пола.

Важно! В такой структуре нет гравитационной составляющей циркуляции. Поэтому при отключении питания и насоса теплый пол просто не работает.

Расчет циркуляционного насоса

Циркуляционный насос в отопительной системе дома должен решать главную задачу: обеспечивать достаточную для отдачи нормированного количества прокачку рабочего тела. То есть, прокачивать по трубам проходить такой объем теплоносителя, который при остывании в одном цикле передаст воздуху комнат энергию, указанную в СНиП (как минимум).

При расчете используются нормы для самого холодного времени года. А именно, при требованиях отдачи тепла на уровне 173-177 Вт/кв.м в условиях температуры воздуха на улице от -25 до -35 градусов. Данная норма действительна для одно- и двухэтажных строений. В домах большей высоты принимается отдача в 100 Вт/кв.м.

По данным показателям вычисляется, в первую очередь, мощность главного нагревателя, электрического, газового, жидко или твердотопливного котла. Основной параметр циркуляционного насоса, расход или производительность, быстро и удобно вычисляется на основании характеристик отопителя. Для этого достаточно поделить мощность котла в Ваттах на дельту температур, показатель остывания воды за один рабочий цикл. Это разница между подачей и обраткой. На практике ее принимают равной 20-25, так как на выходе котла теплоноситель имеет 80-95%, а после прохода через батареи от 60 до 70 градусов Цельсия.

Однако вычислить производительность насоса — только половина дела. Его характеристик должно быть достаточно для преодоления гидравлического сопротивления всей сети труб внутри дома. Оно приводится к параметру напора насоса в таком соотношении: 100 Па/м соответствует 0,01 м.

Для расчета гидравлического сопротивления трубной сети внутри дома игнорируют его этажность. Причина проста: длина труб подъема воды от котла практически всегда равна протяженности обратки. Для расчета гидравлического сопротивления обычно используют специальные формулы, учитывающие все особенности распределительной сети.

Пример расчета циркуляционного насоса

Есть и упрощенный вариант расчета. В расчете используются следующие допущения:

  • один метр прямой трубы создает сопротивление от 100 до 150 Па на каждый метр, в зависимости от материала;
  • использование фитингов увеличивает сопротивление сети на 30%;
  • при использовании трехходовых смесителей нужно добавить еще 20% от прямого сопротивления к конечному результату.

Порядок расчета выглядит так: сначала измеряют общую протяженность труб. Умножая ее на нормированное сопротивление, получают базовый результат. Затем к нему добавляют потери. То есть, прибавляют проценты для фитингов, смесителей, поворотов. Если сеть построена по однотрубной схеме и в радиаторах используются терморегулирующие вентили, к итоговому результату добавляют 70% от базового значения сопротивления.

Существует мнение, что полученные в итоге расчетов целевые параметры циркуляционного насоса описывают технический максимум. А на практике можно взять устройство с заниженными показателями. Однако упрощенный расчет означает достаточно серьезный люфт в итоговых результатах. Множество факторов остаются неучтенными.

Совет при этом можно дать довольно простой: покупать циркуляционный насос с регулятором скорости. Он позволит эмпирически подобрать параметрику, если устройство работает в постоянном режиме.

Другие параметры для выбора насоса

Кроме ключевых параметров, при выборе конкретной модели нужно обращать внимание еще на ряд ее важных характеристик.

Рабочая температура

В документации к насосу указывается, с какой температурой теплоносителя он может работать. У большинства производителей, особенно моделей бюджетного сегмента, данный показатель завышен. Так, если заявлено 90% на недорогом устройстве, на практике оно сможет безаварийно работать с теплоносителем в 70-80 градусов Цельсия.

Здесь ключевое требование — соответствовать параметрам нагревателя и сети отопления в целом. В системе теплых полов температура воды достаточно низка. Равно как и в нескольких других схемах. А вот при использовании нагревательного котла потребуется или покупать достаточно дорогой насос, либо регулировать температуру воды на входе трубной сети.

Качественные и надежные циркуляционники имеют допустимые параметры рабочего тела в 110-130 градусов. Цена таких решений высока. Однако претензий к их надежности у пользователей — минимум.

Рабочее давление

В одно и двухэтажных домах давление в отопительной сети обычно не превышает 2 атм. Очень редко этот параметр составляет от 3 до 4 атм. Правильно рассчитанный по характеристике напора насос справится с возложенной на него задачей. Однако если нужно выбрать недорогой циркуляционник, на его показатель рабочего давления стоит обратить пристальное внимание.

Системы защиты

Автоматика защиты — крайне полезная опция циркуляционного насоса. Она значительно продляет срок службы устройства или блокирует возникновения аварийных ситуаций. Сегодня распространены два типа защиты.

  1. От перегрева. Термопара, контролирующая температуру электродвигателя, автоматически выключит насос при его перегреве.
  2. От сухого хода. Особенно важна в моделях с мокрым ротором. Она не даст перегреться двигателю.

Кроме заботы о двигателе, защита от сухого хода играет еще одну роль. Она останавливает насос, тем самым не позволяя крыльчатке и уплотнителям выйти из строя. Исключаются заклинивания и повреждения.

Количество скоростей

При правильном расчете не имеет значения, сколько скоростей у циркуляционника. Но если хочется оптимизировать работу системы, добиться меньшего уровня шума и экономить энергию, стоит обратить внимание на трехрежимные модели. Это доступный по цене домашний вариант.

Насос циркуляционный Grundfos ALPHA2 32-40, 3 скорости

Более сложные насосы могут иметь большее число скоростей или регулироваться электроникой по внешнему сигналу, обеспечивая плавную отдачу мощности и полностью контролируемый расход.

Конструкционное исполнение

Говоря о конструкционном исполнении, имеются в виду размеры штуцеров, габариты и материал корпуса. Относительно последнего все просто. Чугунные корпуса прочны, долговечны, способствуют лучшему отводу тепла от двигателя. Недорогие пластиковые практичны и приемлемы для насосов, устанавливаемых в местах, где им не грозят перепады температуры или механические повреждения.

Штуцеры в идеале должны соответствовать параметрам сети. То есть для пластиковой трубы 25 мм выбирается насос с такой же характеристикой. Больший диаметр штуцера допускается. Насос можно подключить при помощи переходников разного рода. А вот меньший диаметр — не допускается.

Размеры насоса стандартизированы

Габариты стандартного насоса нормированы. Это 180 мм между точками подключения на штуцерах. Все байпасы и сгоны, которые предлагаются в магазинах, рассчитаны именно на такой размер. Есть более компактные решения, для размещения внутри оборудования или в условиях ограниченного пространства. Длина такого насоса 130 мм.

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.

Сегодня на рынке можно купить любой циркуляционный насос. Для пользователя главное — правильно рассчитать требуемые показатели нагнетателя. И тогда, если не покупать откровенно бросовые изделия китайской гаражной промышленности, система отопления с качественным насосом будет функционировать долго, безотказно и стабильно.

Подбор циркуляционного насоса для отопления: модификации, производители, характеристики и цены

Оценок 0 14 Мая 2018 2018-05-14 13649 Время чтения 13 минут Прочитать позже

Отправим материал на почту

Заказать монтаж системы отопления загородного коттеджа Оставить заявку

Бесперебойное и безопасное функционирование системы отопления загородного коттеджа – один из первых и важнейших вопросов, которые надо решать при проектировании инженерных систем. Поэтому очень важно знать, как выбрать циркуляционный насос для отопления частного дома, какие при этом нужно учитывать параметры, как обойти подводные камни при эксплуатации.

Циркуляционные насосы для системы отопления Источник ms.decorexpro.com

Когда необходим циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает заданную скорость потока энергоносителя в автономной системе отопления (в центральной системе эту роль выполняют промышленные агрегаты). Необходимость в нем возникает уже при наличии одного из следующих факторов:

  • разводки из 2-х и более контуров;

  • продолжительности трассы более 50 м;

  • хотя бы при 1 перепаде уровня;

  • наличие сложного контура (система теплый пол);

  • обогрев 2 и более этажей;

  • установка котла в подвальном помещении;

  • в системе отопления со свободным движением энергоносителя при разнице температуры между входящим потоком и обратным более 15-20 ºС;

  • при разнице температур более 1-2 ºС в радиаторах одной системы.

Циркуляционный насос за короткое время создает нужную скорость движения теплоносителя во всех контурах, обеспечивая равномерное распределение температуры. Разница между выходной и входной температурой при правильной установке должна составлять около 10 ºС, что экономит топливо и обеспечивает бережную эксплуатацию котла. Эффективность системы увеличивается в среднем на 20-50 %, что становится заметно и в стабильной температуре помещения, и в экономии денежных средств.

Современный циркуляционный насос не занимает много места Источник centermira.ru

Принцип работы

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.

Модификации насоса и технические параметры

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

Двигатель

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

Ротор или маховое колесо

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.

Циркуляционный насос с сухим ротором – двигатель и нагнетатель расположены в разных корпусах Источник m.2gis.ru

  • Мокрый. Наиболее распространенный тип за счет неприхотливости в обслуживании, стоимости и разнообразия моделей. В открытой конструкции движущиеся детали (подшипники, валы, ротор и т. д.) находятся в воде, которая одновременно является для них смазочным материалом и охладителем для двигателя. Используются соответствующие нержавеющие сплавы, прокладки из водостойких материалов. Система менее прихотлива к механическим примесям в энергоносителе, а срок службы бытового прибора рассчитан на 7 лет.

В насосе с мокрым ротором двигатель и нагнетатель расположены в одном корпусе Источник aquazoom.com.ua

Управление работой

Управление насоса – это выбор скоростных режимов, от которых зависит эффективность всей системы. Для подогрева используется минимальный режим, в то время как при низких температурах быстрый отвод тепла требует увеличения скорости. Для регулирования этого процесса используется 2 типа управления:

  1. Механический. Выбор скорости производится самостоятельно, а переключение вручную. Такое управление эффективно для небольших контуров, где реагирование на изменение скорости происходит быстро. Насос для отопления в частном доме, чаще всего, приобретается с таким управлением благодаря невысокой стоимости и более высокой ремонтопригодности.

  2. Умные модернизированные модели управляются системой автоматики, которая в зависимости от температуры теплоносителя регулирует скорость потока. Стоят они дороже, но при установке многокомпонентных систем с коллекторами, он незаменимы. Кроме этого они увеличивают энергоэффективность на 25-35 %.

Каждый производитель использует свои разработки, способствующие безаварийной работе в течение срока годности, поэтому цены на модели с одинаковыми характеристиками отличаются, также как и качество оборудования.

У внешне одинаковых насосов могут быть совершенно различные характеристики Источник giropark.ru

Снижение стоимости в более дешевых фирмах происходит за счет минимального запаса прочности. Чаще всего это подразумевает уменьшение толщины на неответственных элементах деталей, использование менее прочных и дешевых материалов, которых хватает только на указанный срок эксплуатации. Выбор фирмы–производителя во многом определяет качественные характеристики изделия. Сориентироваться в них можно, прочитав отзывы или углубившись в изучение используемых для деталей материалов.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу утепления домов. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Что учитываем при выборе

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления частного дома, и какие для этого нужно знать параметры. Поскольку насос – это силовой агрегат, то первым критерием выбора будет его мощность. Далее определяемся с типом ротора, и в последнюю очередь, с типом управления.

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:

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).

Клапан сброса давления может быть установлен отдельно Источник ro.decorexpro.com Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про насос для септика.

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.

Европейские производители циркуляционных насосов Источник obzortop.com

Китайские – кроме цены стоит обратить внимание на компанию.

  • Хорошо зарекомендовали себя модели компании Oasis. В первую очередь это стоимость, которая меньше российских и европейских аналогов на 30 %. При этом гарантирована работа на протяжении заявленного срока эксплуатации.

Российские – также как и остальные участники, работают согласно европейских ГОСТов и выполняют все требования по безопасности.

  • Среди российских производителей наиболее известна фирма «Саблайн Сервис» бренд UniPump. Изготавливает насосы различной направленности. Модели отличаются невысокой стоимостью и использованием наиболее рациональных технологий.

  • Wester принадлежит компании «Импульс». Выпускает продукцию в ограниченном ассортименте. Насосы отличаются хорошей сборкой и использованием деталей с высоким запасом прочности.

  • Компания Джилекс модели «Хозяин» и «Циркуль». В линейке присутствуют насосы для небольших контуров и 2;-3 этажных систем.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про расчет отопления частного дома.

Где правильно устанавливать насос

При установке насоса для отопления частных домов, как выбрать место монтажа это не менее важный вопрос, чем непосредственно характеристики оборудования. Здесь нужно учитывать принцип работы агрегата, тип системы и количество ее контуров.

Один из вариантов подключения циркуляционного насоса в систему отопления Источник akademy-heat.ru

Насос можно устанавливать как на входе, так и на выходе, обеспечивая удобный доступом к нему для проведения технических осмотров и профилактик. В большинстве случаев предпочитают устанавливать насосы на входе, чтобы насос перекачивал воду с меньшей температурой, но основной критерий – это все-таки удобство обслуживания.

Видео описание

Наглядно про установку насосов на подаче или обратке в видеоролике:

Важно! Установка насоса между радиаторами или перед расширительным бачком создает вихревые потоки, которые нарушают направление движения, образуя перепады температур в различных частях системы. Поэтому очень важно, чтобы насос находился между котлом и:

  • системой радиаторов;

  • коллектором;

  • расширительным бачком.

В двухконтурной системе, с подключением «теплых полов», на каждый контур устанавливается отдельный насос.

На каждый контур отопления устанавливается свой насос Источник obzortop.com

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 насос Источник 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.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про дровяные котлы для отопления дома.

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.

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 сегмента Источник 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.

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.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про то, как утеплить дом из бруса изнутри.

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.

Оценок 0 Прочитать позже

FILED UNDER : Статьи

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*