Выбираем циркуляционный насос для системы отопления

С каждым годом стандарты комфортной жизни только растут. Нашим соотечественникам уже недостаточно просто «нормально», и на даже умеренное «хорошо» они согласятся только на ограниченное время. В ремонте и обустройстве своего жилья этот подход проявил себя особенно ярко — потребителю нужно всё самое современное, надежное и функциональное, да еще и не забудь про энергоэффективность.

Решение задачи отопления частного дома требует поиска оптимального баланса. Нужно обеспечить максимальную теплоотдачу при минимальных ресурсозатратах, добиться требуемого уровня комфорта при наибольшей простоте сборки. И в каждом новом случае такой результат достигается по-разному.

Но есть некоторая деталь, без которой не обходится ни одна современная система отопления. Это циркуляционный насос — незаметный узел, теряющийся на фоне водогрейного котла, радиаторов и общей протяженности труб отопления, но без которого эффективный обогрев дома становится куда сложнее и дороже.

Назначение циркуляционного насоса

В двадцатом веке характерной чертой для всех систем отопления в частных домах была прокладка трубопровода по такой схеме, чтобы обеспечить самопроизвольное движение теплоносителя по всему замкнутому контуру — «самотёком». Этого достигали за счет перепада температур, когда подогретая в котле вода стремится подняться вверх, а холодная — опуститься.

Но этой грубой физики было недостаточно, чтобы добиться устойчивого прогрева за счет постоянного движения (циркуляции) теплоносителя, и поэтому все горизонтальные трубы системы укладывали с некоторым минимальным уклоном. Именно за счет геометрии в наибольшей степени стимулировалось перемещение объемов воды по всей сети, от котла к отопительным приборам и обратно.

Какие недостатки у систем отопления, работающих на самотёке:

• усложняется монтаж из-за необходимости выверки наклона труб;
• очень трудно реализовать в домах более 100 кв.м площади и многоэтажных;
• не подходит для водяного теплого пола, уложенного змеевиком в один уровень;
• со временем фундамент может чуть осесть, и геометрия контура отопления изменится, а вместе с уменьшением угла наклона труб ухудшится и подача горячей воды.

Решением этой проблемы стало применение другой отопления — с подключением циркуляционного насоса. Чуть позже их стали встраивать и в системы кондиционирования, для улучшенной циркуляции хладагента.

Такой узел побуждает жидкость к постоянному движению за счет некоторого минимального перепада давлений. С одной стороны он втягивает порцию теплоносителя, с другой — выталкивает. Процесс происходит непрерывно, со стабильными силовыми и скоростными показателями. Это заставляет воду внутри трубопровода двигаться в едином режиме и куда быстрее, чем это было бы возможно при самотёке.

Циркуляционный насос встраивают в сеть отопления перед котлом, на нитке подачи холодной воды (обратке). Устройство монтируют по сквозной схеме, закрепляя на двух соосных патрубках. Как правило, под размещение насоса систему расширяют до П-образного колена, ограниченного двумя кранами. Посередине ставят байпас, допускающий прямое движение теплоносителя в обход насоса. Его вводят в действие, когда отключают насосное оборудование, и тогда вся система какое-то время работает по самотечной схеме.

Циркуляционные насосы одинаково успешно применяют как с простыми водогрейными котлами, так и двухконтурными. Но нужно понимать, что во втором случае агрегат монтируют строго на контуре отопления. Горячее водоснабжение не нуждается в дополнительном возбуждении движения внутри сети, поскольку жидкость в ГВС подается совсем по иному принципу — вместе с открытием крана на потребителе.

Устройство и принцип работы

Циркуляционный насос представляет собой достаточно компактный агрегат, требующий для работы прямого подключения к электросети. Обычно это реализуют максимально просто — вставляя вилку в ближайшую розетку. При проектировании системы отопления с нуля можно вывести питание устройства непосредственно на щиток.

Циркуляционный насос состоит из нескольких ключевых элементов:

• литой корпус с входным и выходным патрубками, выполненный из чугуна, нержавеющей стали, латуни или бронзы;
• рабочее колесо-крыльчатка;
• корпус электродвигателя и скрытый внутри электродвигатель;
• приводной вал, соединенный с ротором электродвигателя;
• клеммная коробка с элементами управления (переключателем режимов работы).

Конструкция бытового циркуляционного насоса в полной мере соответствует группе одноступенчатых центробежных насосов.

Главную функцию выполняет колесо-крыльчатка, размещенное в полости между соосными патрубками и посаженное на приводном валу. Получая вращение от ротора электродвигателя, эта деталь создает перепад давлений между зоной входного и выходного патрубка, тем самым заставляя жидкость двигаться.

Функционал стандартного насоса включает два или три режима работы. Они различаются только скоростью вращения рабочего колеса и, соответственно, фактической потребляемой мощностью на электродвигателе. Вместе с повышением режимов растет и скорость движения воды в трубах. Так максимальную частоту оборотов используют, когда наступают сильные морозы, и систему нужно прогревать интенсивней.

Современный циркуляционный насос для домашнего отопления спроектирован таким образом, чтобы за счет движения теплоносителя дополнительно охлаждать основные детали и соединения внутри себя. Вращение на высоких скоростях и постоянная работа электродвигателя сами по себе вызывают локальный нагрев. Движение холодной воды уравновешивает этот процесс, отбирая часть тепла и тем самым — улучшая условия эксплуатации оборудования.

Исходный крутящий момент, который вал получает от ротора электродвигателя, очень мал. Иногда, если за несколько летних месяцев на лопастях рабочего колеса образовался слой отложений из-за застоявшейся воды, двигатель не способен самостоятельно провернуть его.

В этом случае в центре фронтальной части корпуса предусмотрена головка винта с пазом под ключ. Ось этой детали совпадает с осью приводного вала, а сам винт — непосредственно посажен в его теле. Вставив плоский ключ в паз на головке и вращая винт от руки, вы тем самым вручную проворачиваете рабочее колесо, принудительно разгоняя слой отложений, мешающий его нормальной работе. Далее уже насос запускают в обычном режиме.

Требования, предъявляемые к данным насосам

Конструкция и функционал подобных устройств остаются неизменными уже много лет. Бытовой циркуляционный насос максимально прост и от того максимально надежен. Между разными производителями варьируется только качество исполнения деталей и соединений, а также суммарная эффективная мощность.

Какие требования предъявляют к такой технике:

1. Способность работать в длительном режиме с постоянной нагрузкой. Насос включают в октябре и отключают в апреле. За отопительный сезон он нарабатывает более 4000 моточасов. Это достаточно значимый показатель, требующий высокой износостойкости контактирующих поверхностей, балансировки подвижных соединений, сопротивления коррозии.
2. Низкий уровень шума. Само по себе интенсивное движение воды по трубопроводу наделяет дом новым звуком, который не прекращается и не ослабевает. В некоторых случаях насос также усиливает его вибрацией — на высоких скоростях или при попадании в крыльчатку твердых загрязнений. Поэтому лучшими на рынке считаются модели, тихие сами по себе.



3. Высокая степень защиты от внешних воздействий. На современных насосах обычно стоит пометка «IP44», указывающая на то, что техника надежно защищена от попадания твердых частиц диаметром более 1 мм и сплошного обрызгивания водой. Попадаются также модели с «IP42», способные сопротивляться лишь от падающих капель. В любом случае регламент применения циркуляционных насосов требует их установки исключительно в сухих помещениях.
4. Пониженное потребление электричества. Учитывая, что оборудование работает всю зиму, часть осени и весны, суммарные затраты на электроэнергию могут неприятно удивить. Поэтому для большинства таких насосов характерна сравнительно низкая мощность. Самые передовые модели оснащены интеллектуальной поднастройкой под режим работы всей системы отопления.
5. Большой срок службы. Монтаж циркуляционного насоса достаточно прост, но никому не понравится менять такой узел после каждого отопительного сезона. Базовый ресурс современной техники такого типа составляет 5 лет. Более частая замена насоса может понадобиться при использовании в сети воды повышенной жесткости — из-за неизбежного образования отложений, ухудшающих условия работы колеса-крыльчатки.

Сегмент бытовых циркуляционных насосов на рынке инженерной сантехники очень обширен, хотя какого-то принципиального разнообразия вы там не найдете. Все модели схожи между собой как конструктивно, так и по своим техническим характеристикам. Но, как принято говорить, дьявол кроется в деталях, и эффективность работы того или иного оборудования зависит в большей степени от качества изготовления и сборки.

Параметры циркуляционного насоса, на которые стоит обратить внимание

1. Потребляемая мощность (в кВт). Обычно производитель указывает минимальное и максимальное значения, присущие разным скоростным режимам работы устройства.
2. Производительность или расход (в л/мин или куб.м/час). Эта величина отражает объем жидкости, проходящей сквозь насос за единицу времени, и косвенно характеризует скорость движения теплоносителя. Но ее нельзя оценивать вне учета диаметра трубопровода.
3. Напор (в метрах). Параметр, отражающий способность насоса «двигать» воду на определенную дистанцию. Иногда ее записывают как «высота подъема».
4. Допустимая температура теплоносителя (в градусах Цельсия). Обратите внимание — здесь производитель обычно указывает как максимум, так и минимум. Общепринятым стандартом будет диапазон от 10 до 110°С.
5. Давление в системе (в бар или МПа). Указывают либо только максимальное, либо максимальное и минимальное.
6. Номинальный диаметр прохода на патрубках (в мм или дюймах). Этот параметр отражает размер труб под монтаж насоса.
7. Частота вращения рабочего колеса на разных режимах (в оборотах в минуту). Такую информацию дают далеко не на всех моделях.

Особенности подбора

Есть ряд общих рекомендаций по предварительному расчету характеристик циркуляционного насоса для конкретной системы отопления. Следование им поможет избежать грубых ошибок при покупке.

1. Расход (производительность) определяют в зависимости от диаметра труб в сети отопления. Так для системы на 1/2 дюйма — это 5,7 л/мин, 1 дюйм — 30 л/мин, 2 дюйма — 170 л/мин. Эта характеристика в технике уже увязана с диаметром соединительных патрубков.
2. Напор рассчитывают по общей протяженности трубопровода. В усредненном виде на 10 метров трубы нужно 0,6 метров напора насоса. Затем величину, полученную расчетом, увеличивают на 15...25%, чтобы обеспечить необходимый запас на неизбежные потери из-за гидравлического сопротивления.
3. Потребляемая мощность циркуляционного насоса увязана с производительностью и напором. В наибольшей степени она зависит от преодоления рабочим колесом гидравлического сопротивления при движении воды в трубах. Так с повышением напора неизбежно растет мощность, необходимая двигателю, но она же и понижается с увеличением диаметра труб системы отопления.

Ключевой характеристикой при подборе бытового насоса следует считать напор. Именно с расчета напора через длину всей сети и следует начать. Затем корректируете выбор по производительности, и в итоге выходите на некоторый диапазон мощностей, предложенных моделями с одинаковым напором и расходом.

В этом случае решение отдать предпочтение более мощной технике имеет двойственную природу: мощный насос будет работать легче сам по себе (его возможности превосходят эксплуатационную нагрузку), но и станет потреблять больше электроэнергии, увеличивая чек за коммунальные услуги.

Список топ-моделей циркуляционных насосов

1. Grundfos UPS 32-80 180. Модель, неизменно возглавляющая рейтинги. В технических характеристиках указаны 8 м напора и 11 куб.м расхода в час. Потребляемая мощность в зависимости от скоростного режима работы приходится на диапазон от 135 до 220 Вт. Насос заявлен как практически бесшумный — за счет установки передовых керамических подшипников. Производителем выступает датский «Grundfos», завод мирового уровня, чьи узлы монтируют в том числе на строительной технике.
2. DAB A 110/180 XT. Итальянский насос с напором в 11,3 м и расходом 12,5 куб.м в час. Предусмотрено всего два рабочих режима, и на максимальных оборотах устройство потребляет серьезные 403 Вт. Модель предназначена для обслуживания систем отопления на больших жилых площадях (крупногабаритные коттеджи, дома в 2-3 этажа, цеха и мастерские). Рабочее колесо выполнено из технополимера, чем объясняется ее высокая стойкость к изнашиванию и способность работать при повышенных нагрузках.
3. Wilo Star-RS 25/4-180. Трехскоростной циркуляционный насос, развивающий 2350, 2630 и 2720 оборотов в минуту. Соответственно, заявленная мощность также распределена по ступеням — 28, 38 и 48 Вт. Минимальное потребление объясняется низкой напорной характеристикой — всего 4 метра. Такие устройства подходят для отопления небольших частных домов и способны сохранить владельцам немало денег на коммунальных платежах. Производительность — 4 куб.м в час. Модель спроектирована и изготовлена в Европе, а колесо-крыльчатка выполнена из полипропилена с армированием стекловолокном.
4. Leberg GRS 25/4. Объявлен как лучшее решение среди бюджетного сегмента рынка. Дает напор в 4 метра и расход 2,4 куб.м в час. Потребляемая мощность колеблется от 36 до 88 Вт в зависимости от скорости вращения крыльчатки. В конструкции заложены современные графитовые подшипники, обеспечивающие низкий износ, малые вибрации и почти полное отсутствие шума. Насос разработан в Норвегии, произведен в Китае, чем и объясняется его сравнительно низкая стоимость при хорошем функционале.