Что такое циркуляционный насос

Принцип работы циркуляционного насоса

Организовывая отопление загородного дома, важно учесть метраж жилища. Если это не маленькая дача, а двух или трёхэтажный дом, в котором общая площадь исчисляется сотнями квадратных метров, то для решения отопительных задач будет недостаточно естественной циркуляции теплоносителя. В таких системах давление в трубопроводе не будет выше 0,6 мПа и для эффективного движения горячей воды в системе нужно произвести подключение циркуляционного насоса. Чтобы правильно выбрать такой агрегат, подобрать подходящее место для установки, нужно понимать принцип работы этого прибора.

Особенности агрегата

Принцип действия циркуляционного насосного оборудования основан на создании непрерывной циркуляции жидкости в системе без изменения показателя давления

Циркуляционный насос – это прибор, работающий в замкнутой отопительной системе и выполняющий перемещение воды в трубопроводе. Агрегат поддерживает определённую температуру теплоносителя в системе. Прибор не восполняет потери теплоносителя и не наполняет систему. Наполнение системы осуществляется за счёт специального насоса либо определённого давления в трубах.

Принцип действия циркуляционного насосного оборудования основан на создании непрерывной циркуляции жидкости в системе без изменения показателя давления. Поскольку после установки прибор работает постоянно, главные требования к таким насосам – это низкий уровень шума при работе, экономное энергопотребление, надёжность, долговечность и простота использования.

Важно: циркуляционные насосы – это компактные приборы, которые не занимают много места и не создают шум при работе.

Сфера использования циркуляционных агрегатов для отопительных систем довольно обширная. Они устанавливаются:

• в традиционных радиаторных системах;
• при обустройстве водяного тёплого пола;
• в геотермальных системах;
• при организации горячего водоснабжения коттеджей и дач.

В отличие от систем принудительной циркуляции, данное насосное оборудование не нуждается в трубах с увеличенным диаметром. Кроме этого прибор имеет следующие преимущества:

• быстрота нагревания помещения;
• котёл можно установить в любое подходящее место;
• потери теплоносителя и воздушные пробки сведены к минимуму;
• за счёт термореле обеспечивается автоматическое управление температурными режимами;
• затраты на электроэнергию снижаются благодаря использованию авторегулировки частоты вращения ротора;
• поскольку в приборы отопления постоянно подаётся жидкость, продлевается срок их эксплуатации.

Разновидности циркуляционных насосов

Насос с «мокрым» ротором выполняется в корпусе из нержавеющей стали, чугуна, бронзы или алюминия. Внутри находится керамический или стальной двигатель

Чтобы понять, как работает это прибор, необходимо знать отличия между двумя видами циркуляционного насосного оборудования. Хоть принципиально схема системы отопления на базе теплового насоса не меняется, два вида таких агрегатов отличаются особенностями работы:

1. Насос с «мокрым» ротором выполняется в корпусе из нержавеющей стали, чугуна, бронзы или алюминия. Внутри находится керамический или стальной двигатель. Крыльчатка из технополимера крепится на валу ротора. При вращении лопастей крыльчатки приводится в движение вода в системе. Эта вода одновременно выполняет функции охладителя двигателя и смазки для рабочих элементов прибора. Поскольку схема «мокрого» прибора не предусматривает использования вентилятора, работа агрегата проходит практически бесшумно. Такое оборудование работает только в горизонтальном положении, иначе прибор просто перегреется и выйдет из строя. Главные преимущества мокрого насоса в том, что он не нуждается в техническом обслуживании, а также обладает отличной ремонтопригодностью. Однако КПД прибора всего 45 %, что является небольшим недостатком. Но для бытового использования этот агрегат подходит как нельзя лучше.
2. Насос с «сухим» ротором отличается от своего собрата тем, что его двигатель не соприкасается с жидкостью. В связи с этим агрегат обладает меньшей долговечностью. Если прибор будет работать «на сухую», то риск перегрева и выхода из строя невысокий, однако появляется угроза нарушения герметичности из-за истирания уплотнителя. Поскольку КПД сухого циркуляционного насоса составляет 70 %, его целесообразно применять для решения коммунальных и производственных задач. Для охлаждения двигателя схема прибора предусматривает использование вентилятора, который и вызывает повышение уровня шума во время работы, что является недостатком этой разновидности насосов. Поскольку в данном агрегате вода не выполняет функции смазки для рабочих элементов, в ходе работы агрегата периодически необходимо проводить техосмотр и выполнять смазку деталей.

В свою очередь «сухие» циркуляционные агрегаты по типу установки и соединения с двигателем делятся на несколько видов:

• Консольные. В этих приборах у двигателя и корпуса есть своё место. Они разделены и прочно зафиксированы на нём. Приводной и рабочий вал такого насоса объединяет муфта. Для установки такой разновидности прибора потребуется соорудить фундамент, а обслуживание этого агрегата довольно затратное.
• Моноблочные насосы могут эксплуатироваться на протяжении трёх лет. Корпус и двигатель располагаются отдельно, но объединяются моноблоком. Колесо в таком приборе устанавливается на валу ротора.
• Вертикальные. Срок использования этих приборов доходит до пяти лет. Это герметичные усовершенствованные агрегаты с уплотнителем с торцевой стороны, изготовленным из двух отполированных колец. Для изготовления уплотнителей используется графит, керамика, нержавеющая сталь, алюминий. Когда прибор работает, эти кольца вращаются относительно друг друга.

Также в продаже есть более мощные приборы, имеющие два ротора. Такая сдвоенная схема позволяет повысить производительность прибора при максимальной нагрузке. В случае выхода одного из роторов, второй может взять на себя его функции. Это позволяет не только усилить действие агрегата, но и экономить электроэнергию, ведь при снижении потребностей в тепле, работает только один ротор.

Как работает агрегат?

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

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

Схема установки прибора выглядит так:

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

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

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

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

Устройство насоса

Поскольку статор двигателя находится под напряжением, он отделяется от ротора при помощи стакана, выполненного из нержавейки или углеродистого материала

Главными элементами, из которых состоит циркуляционный насос, являются:

• корпус из нержавеющей стали, бронзы, чугуна или алюминия;
• роторный вал и ротор;
• колесо с лопастями или крыльчатка;
• двигатель.

Как правило, рабочее колесо – это конструкция из двух параллельных дисков, которые соединяются друг с другом посредством радиально выгнутых лопастей. В одном из дисков есть отверстие для протекания жидкости. Второй диск фиксирует крыльчатку на валу электродвигателя. Теплоноситель, проходящий через двигатель, выполняет функции смазки и охладителя для роторного вала в месте фиксирования рабочего колеса.

Поскольку статор двигателя находится под напряжением, он отделяется от ротора при помощи стакана, выполненного из нержавейки или углеродистого материала. Стенки стакана толщиной 0,3 мм. Ротор фиксируется на керамических или графитовых подшипниках для скольжения.

Выбор циркуляционного насоса для системы отопления

Системы отопления делятся на системы с естественной (гравитационной) и принудительной циркуляцией. В системах с принудительной циркуляцией обязательна установка циркуляционного насоса. Его задача — обеспечить движение теплоносителя по системе с заданной скоростью. А чтобы он со своей задачей справлялся, на до правильно выбрать циркуляционный насос.

Назначение и виды

Как уже говорили, основная задача циркуляционного насоса обеспечить требуемую скорость движения теплоносителя по трубам. Для систем с принудительной циркуляцией только при таких условиях будет достигнута проектная мощность. Во время работы циркуляционника в системе немного возрастает давление, но это не его задача. Это,скорее, побочный эффект. Для повышения давления в системе есть специальные повысительные насосы .

Более популярны циркуляционные водяные насосы с мокрым ротором

Есть два типа циркуляционных насосов: с сухим и мокрым ротором. Они отличаются по конструкции, но выполняют одни задачи. Чтобы выбрать циркуляционный насос какого типа вы хотите установить, надо знать их достоинства и недостатки.

С сухим ротором

Получил свое название в связи с особенностями конструкции. В теплоноситель погружена только крыльчатка, ротор находится в герметичном корпусе, его от жидкости отделяет несколько уплотнительных колец.

Устройство циркуляционного насоса с сухим ротором — во воде только крыльчатка

Данные аппараты имеют следующие свойства:

• Имеют высокий КПД — порядка 80%. И это основной их плюс.
• Требуют регулярного обслуживания. В процессе эксплуатации твердые частицы, содержащиеся в теплоносителе попадают на уплотнительные кольца, нарушая герметичность. Чтобы предотвратить разгерметизацию и необходимо обслуживание.
• Срок эксплуатации порядка 3 лет.
• При работе издают высокий уровень шумов.

Такой набор характеристик не очень подходит для установки в системах отопления частных домов. Основной их плюс — высокий КПД, а значит, меньший расход электроэнергии. Потому в больших сетях циркуляционные насосы с сухим ротором более экономичны, и там в основном и используются.

С мокрым ротором

Как понятно из названия, в оборудовании данного типа в жидкости находится и крыльчатка и ротор. Электрическая часть, включая стартер, заключена в металлический герметичный стакан.

Устройство насоса с мокрым ротором — сухая только электрическая часть

Этот тип оборудования имеет следующие свойства:

• КПД порядка 50%. Не самый лучший показатель, но для небольших частных систем отопления это некритично.
• Обслуживания не требуют.
• Срок эксплуатации — 5-10 лет в зависимости от марки, режима работы и состояния теплоносителя.
• Во время работы почти не слышны.

Исходя из приведенных выше свойств, выбрать циркуляционный насос по типу несложно: большинство останавливается на устройствах с мокрым ротором, так как они больше подходят для работы в условиях квартиры или частного дома.

Как выбрать циркуляционный насос

Каждый циркуляционный насос имеет набор технических характеристик. Они подбираются под параметры каждой системы индивидуально.

Подбираем технические характеристики

Начнем с подбора технических характеристик. Для профессионального расчета есть куча формул, но для подбора насоса для системы отопления частного дома или квартиры можно обойтись усредненными нормами:

• Производительность насоса принимают равной мощности установленного котла отопления. То есть, если котел стоит на 35 кВт, то насос подбирают с производительностью 35 л/мин.
• Далее надо рассчитать требуемый напор (высоту подъема). В среднем считается, что для 10 метров трубопровода должен быть напор насоса 0,6 м. Чтобы определить, какой напор циркуляционного насоса нужен для системы, надо ее общую длину поделить на 10 и умножить на 0,6 м/с. Например, если общая длинна системы отопления, например, 80 м, требуемый напор будет: 0,6 м * 8 = 4,2 м. То есть в технических характеристиках напор не должен быть меньше.

Подобрать циркуляционный насос для системы отопления можно самостоятельно

Лучше, если скорость движения теплоносителя в системе может изменяться. Это даст возможность подстраивать теплоотдачу в зависимости от температуры на улице: чем выше скорость, тем больше тепла переносится. Потому лучше выбирать модели, которые могут работать на нескольких скоростях. Но в любом случае, скорость движения теплоносителя не должна превышать 1,6 м/с. Это — порог бесшумной работы системы отопления, если разогнать теплоноситель быстрее, появится шум.

Электрическая мощность циркуляционного насос подбирается в зависимости от диаметра труб. Чем меньше сечение трубы, тем большее гидравлическое сопротивление она имеет. То есть, для систем, разведенных трубами малого диаметра требуются более мощные насосы.

Выбрать циркуляционный насос для отопления следуя этим правилам несложно. Расчеты элементарные. Но надо сказать, что данные цифры — среднестатистические. Если ваш дом в каком-то пункте сильно отличается от «средних показателей», надо делать поправки либо в сторону увеличения, либо в сторону уменьшения технических характеристик. Например, вы хорошо утеплили дом, мощность купленного ранее котла оказалась избыточной. В этом случае имеет смысл брать помпу с меньшей производительностью. В обратной ситуации — в доме в сильные холода зябко — можно поставить более производительный циркуляционник. Он временно решит проблему (в дальнейшем надо или утеплять или менять котел).

Подбор модели

При выборе конкретной модели обратите внимание на график с напорной характеристикой насоса. На графике надо найти точку, в которой пересекаются значения напора и производительности. Она должна располагаться в средней трети кривой. Если она не попадает на какую-то из кривых (их обычно несколько, характеризующих разные модели), берут ту модель, график которой оказывается ближе. Если точка стоит посередине, берут менее производительную (ту, что расположена ниже).

Рабочая точка должна находится в средней части графика

На что еще обратить внимание

В технических характеристиках циркуляционных насосов есть еще несколько позиций, на которые стоит обратить внимание. Первый — допустимая температура перекачиваемой среды. То есть, температура теплоносителя. В качественных изделиях этот показатель находится в диапазоне от +110°C до +130°C. В дешевых может быть ниже — до 90°C (а по факту 70-80°C). Если система у вас рассчитана как низкотемпературная, это нестрашно, но если стоит твердотопливный котел — температура до которой может быть разогрет теплоноситель очень важна.

Выбрать циркуляционный насос надо сначала по характеристикам

Стоит обратить внимание и на максимальное давление, при котором может работать насос. В системе отопления частного дома оно редко бывает выше 3-4 атм (это для двухэтажного дома), а в норме составляет 1,5-2 атм. Но все равно, обращайте внимание на данный показатель.

На что еще обратить внимание — на материал, из которого сделан корпус. Оптимальный — чугунный, более дешевый — из специального термостойкого пластика.

Тип и размер соединения. Циркуляционный насос может иметь резьбу или фланцевые соединения. Резьба бывает наружной и внутренней — под нее подбираются соответствующие переходники. Подсоединительные размеры могут быть: G1, G2, G3/4.

Также стоит обратить внимание, на наличие защиты. Может быть защита от сухого хода. В циркуляционных насосах с мокрым ротором она очень желательна, так как охлаждение мотора происходит за счет перемещаемой среды. Если воды, нет, мотор перегревается и выходит из строя.

Еще один тип защиты — защита от перегрева. Если мотор нагревается до критического значения, теромореле отключает питание, насос останавливается. Две эти функции продлят срок эксплуатации оборудования.

Производители и цены

При выборе производителей циркуляционного насоса подход тот же, что при подборе любой дугой техники. Если есть возможность, лучше брать оборудование европейских производителей, которые на рыке уже давно. Самыми надежными в данном секторе считаются циркуляционные насосы Willo (Вилло), Grundfos (Грундфос), DAB (ДАБ). Есть и другие неплохие марки, но по ним надо читать отзывы.

Циркуляционный насос для отопления – как выбрать недорогой и эффективный

Традиционно системы водяного отопления строились на принципе естественной циркуляции воды. В домах старой постройки можно увидеть, что горизонтальные трубы идут под наклоном. Принцип работы такой же, как в чайнике. Горячая вода поднимается вверх, холодная стекает вниз.

Эффективность таких контуров низкая, по причине высокого сопротивления воды в трубах. Если на пути следования теплоносителя образовывалась воздушная пробка – процесс вообще мог остановиться. Поэтому для отопления дома самотечными системами, устанавливались трубы большого диаметра. Это было не эстетично и дорого.

Информация: Подобная схема применялась только в случае установки котла непосредственно в доме. При централизованном отоплении, горячая вода перемещается по теплотрассе только с помощью насоса.

Для небольших помещений такая система применима, небольшое расстояние теплоноситель пройдет и по тонким трубам. Поэтому для небольших дачных домиков используют самотек. Правда прогрев всей системы занимает продолжительное время. Если у вас три-четыре комнаты, особенно на разных этажах – циркуляционный насос для котла необходим.

Иначе вам придется ждать, пока сработает эффект диффузии. В этом случае тепло распространится по трубам со скоростью 10 см в час.

Что такое циркуляционный насос для отопления

По сути, это обычная водяная помпа лопастного (турбинного) типа. Бывают помпы поршневые, но для систем отопления они не применяются.

Внутри находится турбинка, которая приводится в движение электромотором. При вращении возникает разница в давлении между патрубками, и жидкость перетекает в одном направлении.

Насос работает при высоких температурах теплоносителя, поэтому материалы должны быть термостойкими и устойчивыми к коррозии:

Бывают корпуса из композитных материалов – но это иная ценовая категория.

Крыльчатка турбины выполняется из специальных полимеров. Расчет идет на продолжительную эксплуатацию, мало кто захочет регулярно разбирать систему отопления для замены компонентов насоса.

Конструкции и размеры самые разнообразные, не составит большого труда подобрать подходящий экземпляр. Однако отличие не только во внешнем виде.

Насос для воды – различия в конструкции

Прокачные насосы, при всем богатстве выбора, разделяются на две категории:

Сухой ротор

Характерное отличие заметно сразу – двигатель явно отделен от камеры перекачки.

Конструкция предусматривает разделение рабочей турбины и привода. Непосредственно с водой контактирует только крыльчатка. Двигатель расположен снаружи, и соединяется с водяной камерой длинным валом. Герметичность обеспечивают сальники – наподобие тех, которые устанавливаются на гребные валы кораблей.

Преимущества системы – высокий КПД. В лучших моделях достигает 80%. Если необходим мощный насос для разветвленной системы – это будет правильный выбор. На прокачку большого объема теплоносителя затраты электроэнергии будут ниже.

Недостатки тоже есть, и не мало. Такой насос производит много шума, поэтому ставить его в жилом помещении не следует, только в отдельных котельных. Двигатель перегревается при постоянной работе.

Требуется корпусной радиатор, увеличивающий габариты. Уязвимое место – сальники. Под воздействием горячей воды и мелких крупинок кальция, резинки дубеют и быстро выходят из строя.

Поэтому сухой насос требует обслуживания после каждого отопительного сезона. Если прозевать протечку – вода может попасть на обмотки мотора. Средний срок службы – 3 сезона.

Мокрый ротор

Главное преимущество – компактность и аккуратный внешний вид.

Ротор мотора вместе с крыльчаткой «купается» в камере перекачки. Такая конструкция обеспечивает неплохой теплоотвод (несмотря на температуру носителя) и смазку подшипников.

К сведению: Те, кто сомневается в смазывающих свойствах воды, пусть вспомнят конструкцию водяной помпы автомобильного мотора.

Электрическая часть находится в отдельной секции, и полностью защищена от попадания влаги.

Работает практически бесшумно. Этот параметр является определяющим при выборе циркуляционного насоса для домовладения. К тому же, насос необслуживаемый. Работает по принципу: установил и забыл. Срок службы 6-8 лет. Прибор компактный, особенно в сравнении с предыдущей категорией.

Недостаток один – низкая эффективность. КПД редко достигает 50%. Впрочем, для небольшого коттеджа или квартиры, мощность насоса вполне достаточна.

Как выбрать циркуляционный насос

Внешний вид и размеры едва ли могут стать определяющим критерием. Котельное оборудование устанавливается не в парадной гостиной, а циркуляционный насос можно устанавливать практически в любой части контура отопления.

Основные параметры, которые интересуют покупателя

Производительность

Для удобства расчета, она линейно привязана к мощности котла. Каждый киловатт должен быть обеспечен прокачкой 1 л в минуту. То есть, если мощность вашего котла 50 кВт, производительность насоса выбираете не менее 50 л/мин.

Если погода в вашем регионе нестабильная, то есть зимой резко может наступить потепление, или нагрянут апрельские заморозки – рециркуляционный насос должен иметь регулятор скорости. Чем быстрее теплоноситель перемещается по трубам – тем выше теплообмен. Производительность котла при этом можно не менять.

Давление подпора воды

Расчет циркуляционного насоса зависит от этажности дома. Для прогона воды по одному уровню, вне зависимости от протяженности системы отопления – достаточно 1,5-2 атмосферы. Каждый следующий этаж увеличивает значение вдвое. То есть для типового двухэтажного коттеджа с теплой мансардой, подпорное давление должно быть не ниже 4 атмосфер.

Температурный режим

Технические характеристики насоса для отопления подразумевают работу с горячим теплоносителем (как минимум, с точки зрения здравого смысла). Однако температура воды бывает разной, и производители насосов экономят на материалах.

Поэтому надо смотреть на максимальную температуру, при которой гарантирована бесперебойная работа. Купив насос, придерживайтесь режима нагрева. Температура на выходе из котла должна быть на 10% ниже максимальной для насоса.

Циркуляционный насос – схема монтажа

Нельзя просто воткнуть турбинку в разрез трубы, и включить питание. Чтобы установить насос, надо знать схему работы вашей системы отопления.

Она бывает однотрубная, когда патрубки радиаторов просто отведены от магистральной трубы на некотором расстоянии. Такая система применяется в малоэтажных домах советской постройки.

При таком включении требуется небольшая мощность насоса, регулятор скорости не нужен. Подходит для климата с плавными переходами из сезона в сезон. Система инертна и экономична.

Двухтрубная система работает иначе.

Теплоноситель подается в радиаторы по одной трубе, после остывания отводится по обратке. Требуется мощный насос с регулятором скорости. Преимущество – нагрев системы происходит быстро, но для этого требуется больше энергии.

Как правильно установить циркуляционный насос, когда выбрано место монтажа

Главное правило – обеспечить байпас, то есть обходной путь.

Обязательно наличие трех запорных вентилей.

Важно! Краны должны быть рассчитаны на горячую воду. Иначе механизм быстро даст люфт, и протечки обеспечены.

Основная задача – обеспечить аварийный обход воды в случае поломки насоса. Кроме того, вы можете пустить воду напрямую для демонтажа электроприбора, без слива теплоносителя из системы.

Установить циркуляционный насос своими руками не сложнее, чем поменять кран в ванной. Главное – подготовить трубы «на сухую». Обратите внимание на качество прокладок. Если протечка обнаружится после заполнения системы – вам придется сливать всю воду, и переделывать неисправное соединение.

Еще одна хитрость – циркуляционный насос рекомендуется устанавливать горизонтально, двигателем наверх. Для систем с сухим ротором, это обязательное требование. В этом случае, при протечке соединения фланца, электрическую часть мотора не зальет водой. Желательно, чтобы над насосом не располагались другие соединения.

Прочитав этот материал, вы сможете правильно подобрать насос, или проконтролировать бригаду установщиков. Как минимум, обоснованность предложенной модели.

Видео обзор циркуляционных насосов поможет вам сделать правильный выбор

Поделиться с друзьями:

Источники: http://vodakanazer.ru/vodosnabzhenie/cirkulyacionnyj-nasos-princip-raboty.html, http://stroychik.ru/otoplenie/vybor-cirkulyacionnogo-nasosa, http://obinstrumente.ru/dlya-doma/cirkulyacionnyj-nasos-dlya-otopleniya-vybor.html

Как вам статья?