Выбор циркуляционного насоса для системы отопления

Конструкция насоса

Перед тем как приступить к выбору насосного прибора необходимо понять принцип функционирования и конструкцию циркуляционного насоса для отопительной системы. Основное предназначение насосного агрегата — принудительное перекачивание воды или другого носителя тепла по трубопроводу. Данная система теплоснабжения с насосом должна обеспечивать постоянную температуру определенной величины, которая равномерно распределена в помещении.

В состав насоса для систем отопления входят:

• электрический двигатель;
• ротор вращения;
• рабочее колесо;
• корпус.

Два диска рабочего колеса с лопастями, которые располагаются противоположно друг к другу, при вращении преобразуют энергию движения жидкости в давление. При этом водянистая среда охлаждает вал ротора и продолжает двигаться в заданном направлении. Такой принцип осуществляет циркуляцию жидкости в закрытой и замкнутой системе трубопроводов. Эффективность данной системы отопления напрямую зависит от циркуляционного насосного оборудования. Ротор герметично изолирован корпусом из чугуна или нержавеющей стали от электродвигателя и всей электроники для того, чтобы исключить возможность попадания воды или антифриза в систему управления оборудованием.

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.

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.

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.

На что смотреть при выборе

Выбрать циркуляционный насос станет гораздо проще, если вы обратите внимание на следующие параметры:

Производительность. Разные отопительные системы нуждаются в помпе с оптимальным уровнем производительности. Поэтому владельцу дома следует знать мощность установленного котла. Например, если в контуре функционирует прибор, рассчитанный на 40 кВт, в таком случае насос должен иметь пропускную способность 2.4 м³/ч.
Высота подъема

Еще одна важная характеристика, на которую обязательно следует обращать внимание. Эксперты советуют использовать такую простую формулу: на 10 метров трубопровода – напор 0.6 метров

Таким образом, не составит большого труда подсчитать, что отопительной магистрали 100 метров потребуется насос с высотой подъема 6 метров.
Регуляция потоковой скорости. Достаточно полезная опция, за счет которой может самостоятельно менять скорость движения воды. Некоторые модели оснащены переключателем на 2-3 позиции, более современные имеют электронные регуляторы, которые автоматически меняют скорость. Основное: показатель не должен превышать 1.6 м/с.
Уровень мощности. Каждый насос имеет собственный электродвигатель, обладающий определенным уровнем мощности. Чем тоньше труба в отопительной системе, тем большую мощность должен иметь потом. Некоторые модели имеют мощность 100 Вт, более сложные модели – 150 Вт.
Материалы. Обратите внимание на то, из каких материалов произведены детали и узлы, ведь именно это влияет на срок службы прибора. В идеале, корпус должен быть чугунным, рабочее колесо и крыльчатка – пластиковым.

Для отопления площади 100 кв. м.

Рейтинг циркуляционных насосов для отопления больших площадей  возглавляют приборы европейских производителей. Это промышленные модели, которые могут применяться в частных домах.

Wilo TOP-S 80/15 DM PN10

Плюсы

• Надежный, не требует техобслуживания
• Коррозионностойкое покрытие корпуса и рабочих узлов
• Теплоизоляция

Минусы

Тяжелый (45 кг) и габаритный (360х395х495 мм)

От 112 000 ₽

Эту модель насоса немецкой фирмы Wilo благодаря техническим характеристикам (расход 70 м3/час и напор 16 м) применяют в системах отопления разных типов. Выбор ступеней частоты вращения осуществляется вручную. Потребляемая мощность 2400 Вт.

Grundfos MAGNA3 D 80-120 F

Плюсы

• Качественные материалы
• Надежный
• Воздушное охлаждение силовой электроники
• Бесшумный
• Экономное потребление электроэнергии
• Встроенный теплосчетчик

Минусы

Требовательный к качеству воды

От 270 000 ₽

Один из лучших насосов для обогрева частных домов и других помещений площадью от 100 м2. Эта модель с автоматическим контролем всех параметров, умной системой управления обладает высоким КПД и обеспечивает напор до 12 м. Производитель обещает безотказную работу в течение 8 лет.

ESPA RA1-F 100-120-PN10

Плюсы

• Коррозионностойкие материалы
• Надежность

Минусы

• Применяется только для чистой воды
• Установка в вертикальном положении

От 160 000 ₽

Поверхностный циркуляционный насос производства Испании предназначен для котлов в системах отопления больших помещений благодаря пропускной способности 75 м3/ч и напорной характеристике 11,5 м. Это промышленная модель, но ее можно поставить в частном доме. Он работает при температуре жидкости до 120 0С.

Типы насосов циркуляции

Промышленность выпускает очень много разновидностей насосов для системы топления. Все их не перечислить, да и не нужно этого делать. Остановимся на двух основных типах — насосах с мокрым ротором и сухим.

Параметры системы отопления

Но сначала нужно разобраться в некоторых характеристиках, которые определяют выбор того или иного насоса:

1. Площадь помещений, которые необходимо отапливать.
2. Уровень температуры в здании — он может отличаться в зависимости от его назначения. Например, в жилом доме, в учреждениях медицинского, школьного и дошкольного профиля температура всегда должна быть выше, нежели в производственных помещениях.
3. Температура теплоносителя на входе и выходе отопительной системы.
4. Тип отопительного котла, его оснащенность различными функциональными устройствами и автоматическими системами контроля и блокировки.
5. Напор теплоносителя — его давление в трубах и радиаторах.
6. Этажность здания.
7. Тип теплоносителя.

Важно! Насос для циркуляции теплоносителя представляет собой обычный электродвигатель, который состоит из неподвижной части — статора и подвижной — ротора. На одной части вращающегося ротора установлена крыльчатка, в составе которой находятся лопасти. При их вращении создается разрежение воды, в результате чего возникает ее движение

При их вращении создается разрежение воды, в результате чего возникает ее движение.

Есть отопительные котлы старого образца, в которых нет насоса, и циркуляция теплоносителя происходит под действием силы тяжести. Она определяется небольшим уклоном труб и разностью в плотности холодной и горячей воды. Поскольку горячая вода легче холодной, она по законам физики поднимается вверх, переходя самотеком в трубы и радиаторы. Отдав тепло через поверхность данных приборов, остывшая вода возвращается в котел отопления для последующего нагрева. При этом на выходе котла температура жидкости всегда выше, чем на входе — разность температур также способствует движению воды.

При желании хозяина сделать систему отопления более эффективной, ему придется вваривать циркуляционный насос в трубопровод перед отопительным устройством. Это дорого, да и качество такого монтажа не дает 100% гарантии, что система будет работать успешно.

В современных устройствах отопления насосы уже входят в их состав, и в этом явное преимущество отопительных котлов с принудительной циркуляцией. Однако старых изделий эксплуатируется еще достаточное количество. Поэтому подбор циркуляционного насоса для системы отопления является насущной задачей многих владельцев частных домов.

Насос с мокрым ротором

Насос Grundfos

Название говорит само за себя — ротор двигателя с крыльчаткой расположены в воде или другом виде теплоносителя, который смазывает и охлаждает от перегрева конструкцию устройства. Ротор находится в отдельном корпусе, который изготовлен из металлов, не подверженных коррозии — нержавеющей стали, бронзы или латуни.

Преимущества данного изделия:

• Небольшой шум при работе.
• Не требуется частое обслуживание и ремонт.
• Низкая цена.

Недостаток — низкий уровень КПД. Поэтому подобные устройства предназначены для систем отопления в домах с небольшой площадью. Здесь не требуется значительная мощность насоса, и применяется небольшой объем теплоносителя.

Сухой насос циркуляции

В этом изделии ротор отделен от жидкости небольшими уплотнительными частями, а крыльчатка участвует непосредственно в движении теплоносителя.

Достоинства:

• возможность создания мощных насосов, способных продвигать большое количество воды
• высокий коэффициент полезного действия

Недостатки:

• частое обслуживание, так как быстро изнашиваются уплотнительные соединения, поэтому требуется их смазка
• громкий шум в период эксплуатации требует отдельного помещения для такого насоса

Сухие насосы чаще всего применяют в многоэтажных зданиях с площадью более 300 квадратных метров.

Какую фирму выбрать

Для качественной покупки можно рассматривать множество моделей, имеющих определенные отличия по степени надежности и продолжительности срока эксплуатации. Эти насосные устройства можно отнести к самым тихим механизмам.

Перечень производителей, на изделия которых следует обратить внимание:

• Grundfos;
• Wester;
• Wito;
• DAB;

Изделия этих производителей постоянно пытаются замещать изделиями китайского производства, поэтому при выборе нужно проявлять максимальную внимательность. Со временем некачественно изготовленные насосы хуже функционируют или попросту выходят из строя.

Калибр НЦ-15/6 относится к бюджетным вариантам отличается высокой надежностью. Может работать в трех скоростных режимах, его корпус оборудован из высокопрочного чугуна. Такое устройство хорошо функционирует даже при высокой температуре теплоносителя до 60 градусов, чего нельзя сказать о функционально аналогичных приспособлениях.

Установка такого прибора может выполняться в любом удобном положении. Масса такого насоса достигает примерно 2,5 кг. Также следует отметить абсолютную бесшумность функционирования при мощностных характеристиках устройства в 90 Вт. Нужно помнить, что такие насосы функционируют нормально только когда через них пропускается чистая вода. Максимальная возможная температура рабочей среды, с которой может нормально взаимодействовать этот насос, составляет 110 градусов.

Скорость перекачки воды составляет примерно 2,5 кубометров воды в час. Это считается нормальным показателем для сравнительно небольшого помещения. Насосное устройство начинает шуметь через какое-то время, однако подобные неполадки не имеют особого значения по причине доступной стоимости устройства.

Достоинства:

• Доступная цена;
• Компактность;
• Чугунный прочный выносливый корпус;
• Работа при высоких температурах;
• КПД прибора выше среднего показателя.

К недостаткам можно отнести:

1. Ненадежная сборка;
2. Некоторые составляющие элементы ротора оборудованы из пластика.

Правила монтажа

Для каждого типа системы отопления существуют определённые правила установки насоса. Если их не соблюсти, в лучшем случае, теплоноситель будет недостаточно циркулировать по трубам. В худшем ошибка может привести к выходу из строя насоса или даже котла.

Для закрытой системы

При установке в систему с принудительной циркуляцией насос чаще всего  монтируется на обратке перед котлом. До него ставится фильтр грубой очистки, а по обе стороны от насоса располагается 2 крана, которые необходимы в случае ремонта или замены, а также обратный клапан. Такой вариант установки применяется для систем отопления, работающих с помощью электрокотлов. В случае отключения электроэнергии одновременно остановится и котёл и насос.

Для систем, работающих на твёрдотопливных котлах, лучше применять комбинированную циркуляцию. Так как при отключении подачи электроэнергии нагрев теплоносителя невозможно остановить быстро, из-за чего он может закипеть и вывести из строя многие детали сети.

Обратите внимание! Диаметры труб и соединений насоса должны быть одинаковыми.

Для открытой системы

Если насос монтируется в систему отопления с естественной циркуляцией, то он устанавливается на байпасе. Вместе с ним ставятся запорные краны по обе стороны, до него фильтр грубой очистки. На параллельной трубе относительно байпаса монтируется кран, на тот случай, если необходимо включить естественную, а не принудительную циркуляцию.

Схема монтажа насоса на байпасе

Возле насоса рекомендуется установить автоматический воздухоотводчик.

Средний сегмент (от 2000 до 10 000 руб.)

В среднем ценовом сегменте лидируют модели европейских производителей: Grundfos (Дания), Wilo (Германия). Хорошо зарекомендовала себя российская компания Джиллекс. Такие насосы используют в системах с 10-15 радиаторами, а также для водяных теплых полов.

Grundfos Comfort 15-14 B PM

Плюсы

• Бесшумная работа
• Компактность

Минусы

• Неремонтопригодный
• Лопасти быстро изнашиваются
• Неоправданно высокая цена

От 6 000 ₽

Этот насос датского производства подходит для закрытых и открытых систем отопления и водоснабжения. Он предназначен для установки в помещениях. Производителям удалось снизить потребляемую мощность до 5-8 Вт при производительности до 7,5 л/мин при напоре 1,4 м за счет конструкции двигателя на постоянных магнитах и функции автоматизации работы.

Wilo Star-RS 25/2

Плюсы

• Бесшумный
• Устанавливается в любом положении
• Не требуется подготовка воды

Минусы

• Непродолжительный срок службы
• Надо спускать воздушную пробку после простоя
• Низкое качество клемм для проводов питания

От 4 200 ₽

Популярная модель центробежного насоса с ротором мокрого типа работает с производительностью 33,8 л/ч при напорной характеристике 2 м. Потребляемая мощность – 45 Вт. Он может работать в режиме экономии электроэнергии за счет трехступенчатой ручной регулировки частоты вращения.

ДЖИЛЕКС Циркуль 25/80

Плюсы

• Компактный
• Нешумный в работе
• Гайки для установки с антикоррозионным покрытием в комплекте

Минусы

• Нет кабеля в комплекте
• Винт для спуска воздуха выполнен из мягкого металла

От 6 300 ₽

Эту бюджетную альтернативу дорогим водяным насосам для организации систем отопления частных домов используют в помещениях высотой до 3 этажей. Он в состоянии обеспечить напор 8 м. Переключение скоростей работы — ручное. Защита двигателя от перегрева продлевает срок эксплуатации.

Типы циркуляционных насосов

Для циркуляции теплоносителя в системах отопления может быть использовано 2 вида устройств. Первые называются «сухие» насосы, вторые – «мокрые». Главное их отличие состоит в конструкции.

«Сухие»

Wilo VeroLine-IP-Z

В «сухих» устройствах теплоноситель не контактирует с ротором и другими его деталями, только с крыльчаткой. Все стыки герметично соединены уплотнительными кольцами и прокладками.

«Сухой» циркуляционный насос имеет высокий коэффициент полезного действия – 80-85% (в зависимости от модели и производителя). Единственный недостаток – повышенный уровень шума, из-за чего устанавливать его лучше в отдельном помещении, подальше от жилых комнат, например, котельной. Охлаждается насос благодаря вентилятору и ребристой поверхности.

Этот тип устройства рекомендуется использовать для систем отопления больших размеров (многоэтажные дома).

Обратите внимание! Чтобы циркуляционный насос «сухого» типа прослужил как можно дольше, необходимо вовремя проводить его техобслуживание, смазывая двигающиеся детали.

«Мокрые»

Wilo TOP-Z

В устройствах этого типа помимо крыльчатки в теплоноситель погружается и ротор. Благодаря этому происходит его охлаждение, а также жидкость играет роль смазки. По сравнению с «сухими» циркуляционными насосами, «мокрые» работают тихо, поэтому для их установки не требуется отдельное помещение. Однако их КПД заметно меньше – на 20-30%.  Эти насосы рекомендуется устанавливать в зданиях с маленькой обогреваемой площадью, например, в частном доме.

«Мокрые» могут работать длительное время без техобслуживания, их легче ремонтировать, меньше потребляют электричества, а также обладают маленькими габаритами и весом. Все детали, соприкасающиеся с теплоносителем, произведены из качественных материалов, не подвергающихся воздействию коррозии.

Обратите внимание! Ось вала циркуляционного насоса «мокрого» типа должна находиться только в горизонтальном положении, чтобы подшипники постоянно смазывались.

Производители

Выбрать производителя, пожалуй, самая сложная задача. Очень хорошие отзывы имеют циркуляционные насосы Грундфос (Grundfos), но цена на них высока. Есть линейки подешевле — в среднем ценовом диапазоне, но они и качеством похуже. Если уже решаете взять относительно дорогую модель, так лучше уже брать из новых разработок (Alpha2, Alpha2L Alpha2 new). Они, по крайней мере, имеют очень низкое энергопотребление. И, переплатив несколько тысяч при покупке, вы будете экономить на счетах за электричество весь период эксплуатации. Разница серьезная — среднее энергопотребление порядка 50-70 Вт, у этих моделей не более 10 Вт.

Правила установки надо соблюдать обязательно

Если же бюджет не позволяет, можно найти более дешевые циркуляционные насосы, но приемлемого качества. Чуть дешевле будут Willo (Вилло). Они по качеству и надежности не хуже Grundfos, но цены пониже, хоть и не намного. У них также есть энергосберегающие линейки. Еще более бюджетные можно выбирать у следующих производителей:

• Vortex (Вортекс). Насосы немецкого производства. Не разрекламированные, но надежные.
• Циркуль (Россия). Под этой маркой выпускает их корпорация Джилекс.
• UNIPUMP. Это китайские из разряда опробованных. Нормальная серия UPS, а вот линейка VIP ненадежная.
• Calpeda, DAB и другие итальянские марки. Они традиционно занимаются водной «тематикой» и выпускают неплохие модели.
• Тайфун (Россия). Бюджетная марка отечественного производства.

Но все выше перечисленные производители выпускают трехскоростные циркуляционные насосы. Если вам нужен с плавной регулировкой скорости, выбор совсем невелик: только Grundfos и Willo. Возможно, со временем, подтянутся и другие, но пока так. Один важный момент. Продукцию и Грюнфос и Вилло очень часто подделывают — чтобы не купить подделку вместо оригинала, ищите авторизованные точки продаж. Их список можно найти на официальных сайтах производителей.

Расчет напора

Напор – это одна из важных характеристик, без учета которой невозможно сделать правильный выбор помпы для контура отопления. Данную величину принято измерять в метрах водяного столба. По сути, напор – это параметр, показывающий высоту, на которую помпа способна поднять теплоноситель.

При расчете напора очень важно учитывать потери давления воды, по причине прохождения ее по всем ответвлениям и поворотам, сужениям и расширениям трубопровода. При этом учитывается количество различных фитингов и запорной арматуры, встречающихся на пути теплоносителя, которые также оказывают некое сопротивление

Ниже приведена таблица, в которой указаны приблизительные значения потерь давления в системе, полученные опытным путем.

Зная показатель сопротивления, расчет напора циркуляционной помпы выполняется по формуле: H =R x L x ZF/10000.

• Н – напор циркуляционного аппарата.
• R – потери давления (см. таблицу выше).
• L – длина всего отопительного контура. То есть, общая длина труб подачи и обратки.
• ZF – коэффициент дополнительного сопротивления, который относится к различной арматуре и фасонной части. Значение данного коэффициента для арматуры и фитингов равняется 1,3, для термостатических вентилей – 1,7, а для смесителей и устройств, которые предназначены для предотвращения естественной циркуляции – 1,2.
• 10000 – коэффициент преобразования метров водяного столба в Па.