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.

Конструкция насоса

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.

Насос с мокрым ротором

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.

Насос с сухим ротором

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.

Насос с регулировкой

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:

Схема закрытой системы отопления с насосом

Двухтрубная система

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:

Схема открытой системы отопления

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:

Схема отопления

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:

Распределительно-регулирующий узел

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.

Основные характеристики циркуляционных насосов

Главные характеристики, по которым делается выбор циркуляционного насоса:

  • напор, показывающий способность устройства поднять воду на определенную высоту;
  • производительность и расход, показывающие, сколько жидкости нагнетатель подает в единицу времени.

Эти параметры являются ключевыми в расчете отопительной системы. Напор позволит понять, способен ли нагнетатель обслуживать сеть трубопроводов с определенным перепадом высоты. А расход рассчитывается по требованиям отопительного котла для планируемого объема теплоносителя.

Еще один фактор, который зачастую очень важен для пользователя — монтажный размер устройства. Это габарит насоса, его придирчиво рассматривают, если нагнетатель планируют врезать в существующий трубопровод, при этом обеспечивая аккуратную и незаметную установку.

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:

Маркировка насоса

Маркировка насоса

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.

Советы по выбору циркуляционного насоса

Выбор циркуляционного насоса всегда делается после тщательного расчета, который учитывает тип нагревательного оборудования, объем теплоносителя, перепады высот, минимально необходимую производительность нагнетателя.

Совет! Нельзя покупать изделия неизвестных компаний, которые копируют продукцию надежных и популярных брендов. Такой насос — неэффективное вложение средств. Использование некачественных материалов, крыльчаток, турбин с ограниченным моторесурсом приводит к быстрой поломке нагнетателя. На специализированных форумах можно найти множество страшных историй в фотографиях о том, какой технологический нигилизм содержат корпусы китайских «ноунейм» изделий.

Поэтому 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.

Обзор популярных моделей

Привести четкое наименование модели лучшего среди нагнетателей невозможно без четкой сегментации по условиям их эксплуатации. Поэтому рейтинг циркуляционных насосов для отопления представляет соревнование брендов и ключевые особенности предлагаемого ими оборудования.

1. Grundfos UPS

Один из самых популярных и качественных типов насосов. Компания с корнями в Дании обеспечила максимум надежности, используя нержавеющие гильзы, подшипники из керамики, колеса турбин из композитных материалов. Насосы с мокрым ротором отличаются следующими особенностями:

  • малое потребление энергии, от 45 до 220 Вт;
  • очень низкий уровень шума (до 43 дБ) и вибраций — понять, что насос работает, можно только положив на него руку;
  • широкий температурный диапазон от 2 (-20 у отдельных моделей) до 110 градусов Цельсия;
  • простой монтаж;
  • неприхотливость, отсутствие обслуживания;
  • долговечность, срок службы составляет минимум 10 лет.

Насосы Grundfos UPS очень компактные и легкие. К их недостаткам можно отнести высокую цену, до 2 раз выше конкурентов. Однако популярность изделий этой марки говорит о том, что их характеристики оправдывают ценник.

Grundfos UPS 25/40

Насос Grundfos UPS 25/40

2. Wilo Star-RS

Изделия этого бренда считаются самыми надежными. В их конструкции и электронных схемах используются только проверенные и простые решения. Насосы характеризуются:

  • экономичностью;
  • простой регулировкой мощности;
  • надежностью, долговечностью — чугунный корпус, колесо турбины из полипропилена, подшипники из металлографита, нержавеющие валы;
  • рабочей температурой от -10 до 110 градусов Цельсия;
  • защитой от перепадов и бросков напряжения;
  • простотой установки.

Насосы Wilo Star-RS компактны, легки, не требуют обслуживания. Их цена также выше конкурентов, однако ниже, чем у лидера рейтинга. Пользователи отмечают, что на самой высокой скорости насос со временем начинает шуметь.

Wilo Star-RS

Насос Wilo STAR-RS25/4-130

3. Джилекс «Циркуль»

Серия Циркуль — это разумный выбор, крепкий середнячок с привлекательными характеристиками и стоимостью. Насосы отличает:

  • экономичность;
  • простая схема переключения скорости;
  • малые габариты;
  • достаточно малый уровень шума до 65 дБ;
  • богатая комплектация и простой монтаж;
  • отказоустойчивость из-за отсутствия сложных технических решений и применения надежных материалов;
  • низкая цена.

Компания-производитель имеет разветвленную сервисную сеть, однако пользователи отмечают, что насосы серии Джилекс «Циркуль» ломаются крайне редко.

Джилекс «Циркуль»

Насос Джилекс «Циркуль» 25/60

4. DAB VA

Серия насосов от итальянского производителя — это оптимальный баланс характеристик и цены. Они не способны предложить рекордных показателей, однако надежны, адаптированы к реалиям отечественных энергосетей. Устройства характеризуют:

  • трехступенчатая регулировка скорости;
  • простой монтаж с использованием быстроразъемного соединения;
  • два типа монтажного габарита в 130 и 180 мм;
  • уровень шума до 70 дБ;
  • доступная стоимость.

На заметку! Сегодня на рынке представлена обновленная линейка DAB VA, где тщательно проработан вопрос надежности. Применена литая алюминиевая оболочка двигателя, технополимерное колесо турбины, керамические вал и упорный подшипник, графитовые втулки, множество нержавеющих деталей и новое поколение уплотнительных колец в EPDM.

DAB VB 55/120

Насос циркуляционный DAB VB 55/120

Заключение

Сегодня на рынке можно купить любой циркуляционный насос. Кроме представленных в рейтинге выше, предлагаются адаптивные системы, самостоятельно определяющие параметры рабочего тела и изменяющие производительность. 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.

Комментариев: 0
В продолжение темы:
Подписывайтесь, и в вашей ленте ВК будет все самое интересное о технике:
Ваше мнение

Хотели бы вы видеть интернет-магазин на сайте Техника.эксперт?

Загрузка ... Загрузка ...
Обзоры техники Рейтинги техники
Калькулятор
расчета
электроэнергии
Закрыть рекламу