Как выбрать циркуляционный насос

Рассказываем, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления. Расчет характеристик циркуляционного насоса. Модификации и принцип работы циркуляционного насоса. Обзор производителей и расшифровка маркировки. Рекомендации по установке.

В частных домах отопление может быть организовано на основе естественной или принудительной циркуляции. При естественной циркуляции нагретая вода или антифриз двигаются самотеком, с помощью теплового расширения, предусмотренного небольшого уклона в трубах. При организации принудительной циркуляции жидкость передвигается при помощи электрического насоса. Передвигаясь самотеком, теплоноситель двигается с небольшой скоростью. В результате, дальние от котла радиаторы могут плохо или неравномерно нагреваться, а в комнатах будет холодно. Для реализации эффективного теплоснабжения дома в большинстве случаев потребуется система с принудительной циркуляции с насосом. Его использование необходимо, если: дом имеет два и больше этажей, есть перепад высот; длина контуров отопления больше 50 м или контуры имеют сложную конфигурацию (например, в системе теплый пол); котельное оборудование установлено в подвале; при естественной циркуляции радиаторы нагреваются неравномерно — разница в нагреве больше 2 ºС или в температуре теплоносителя на входе и выходе из системы разница 15-20 ºС и больше. Даже при наличии одного из этих факторов можно говорить, что естественная циркуляция недостаточно эффективна. Вариант оптимизации системы и улучшения ее работы в этом случае — подключить циркуляционный насос. Его использование обеспечит: быстрое движение теплоносителя; продление срока службы котла за счет бережной эксплуатации; сокращение расходов топлива и общей стоимости отопления; равномерный и быстрый прогрев радиаторов, внутрипольных конвекторов или контуров теплого пола. Циркуляционные насосы для отопления отличаются от оборудования для горячего водоснабжения. Ключевые отличия этих насосов между собой заключаются в: материале корпуса — в системах отопления корпус мотора изготовлен из чугунного сплава, а в системах горячего водоснабжения — из латуни или нержавеющего металла; готовности работать при высоких температурах — насосы отопления могут работать с жидкостью, нагретой до 90-95°С и выше, что должно быть предусмотрено в технических характеристиках устройства. Принцип работы Электрический двигатель в циркуляционном насосе вращает крыльчатку (элемент, который конструктивно напоминает колесо с лопастями). Жидкость попадает внутрь устройства, где и получает ускорение за счет вращающихся лопастей крыльчатки. Получив ускорение поток воды двигается дальше, а с другой стороны в насос поступает новая порция воды. Большинство насосов, выпускаемых сегодня, имеют несколько режимов работы. Это делает возможным менять скорость циркуляции воды или антифриза. Переключение между режимами позволяет быстро нагреть дом в начале отопительного сезона, усилить нагрев радиаторов при похолодании или снизить температуры и перейти на экономичный режим работы в период потепления. Модификации Есть несколько параметров, характеризующих циркуляционные насосы. Один из важных — тип ротора. Выпускают оборудование с сухим и мокрым ротором.  При сухом роторе он находится в герметичном и закрытом корпусе, а перекачиваемая жидкость взаимодействует только с крыльчаткой мотора. Плюсы таких насосов: высокий коэффициент полезного действия; экономный расход электроэнергии. Минус: довольно высокий уровень шума — он возникает главным образом из-за полого корпуса, который усиливает звук от вращения и взаимодействия деталей ротора между собой; необходимость регулярного ежегодного и более частого (чем у агрегатов с мокрым ротором) технического обслуживания из-за чувствительности двигателя к загрязнителям в теплоносителе, которые скапливаются в виде мелких частиц на уплотнительных элементах устройства; срок службы — 3-5 лет, что почти в два раза примерного времени работы устройств с мокрым ротором. Насосы с мокрым ротором имеют открытую конструкцию — сам двигатель погружен в теплоноситель, который служит смазкой и охлаждающей жидкостью. Такое решение позволило снизить уровень шума при работе, сделало оборудование менее чувствительным к качеству теплоносителя низкого качества и более долговечным. Прокладки в насосе сделаны из специальных стойких материалов, а детали из нержавеющих сплавов.  Плюсы такой конструкции: большой срок службы — в среднем работают семь лет и больше; меньший уровень шума при работе, что повышает комфорт использования насоса в частных домах даже без собственной котельной; простота обслуживания. Минусы:  низкий КПД; возможность поломки при низком качестве теплоносителя и присутствии в нем частиц песка, ржавчины и других примесей, способных попасть между компонентами механизма. Если кратко подвести итог, то оборудование с мокрым ротором стоит устанавливать там, где есть возможность обеспечить и контролировать качество теплоносителя. Например, в собственных домах, где используется очищенная вода, есть возможность установить фильтры, периодически менять теплоноситель (его замена рекомендуется в среднем каждые 4-5 лет). Какие характеристики учитывать при выборе насоса Есть ряд критериев, на которые нужно обратить внимание. Остановимся на основных. Размеры Речь как о габаритных размерах блока в целом, так и о диаметре патрубков для подключения. Насосы бывают в типовых размерах: с общей длиной 130 мм или 180 мм. Монтаж проводится с помощью резьбы с диаметром 15, 20, 25 и 32 мм. Желательно выбрать циркуляционный насос, подходящий по размерам к диаметру труб. Допускается увеличение присоединительных патрубков фитингами, но уменьшение опасно перегрузкой механизма.  Мощность Это параметр, который выбирается с учетом особенностей конкретной системы. Нужна тем большая мощность, чем меньше диаметр труб в магистрали, чтобы преодолеть их гидравлическое сопротивление. При небольшой длине контуров, обычно, достаточно насосов с мощностью до 100 Вт, а сложным системам с несколькими уровнями может потребоваться агрегат с мощностью 150 Вт и больше.  Производительность Мощность двигателя рассчитывается под конкретную систему отопления и ее параметры. Ошибкой будет выбор как более мощного, чем необходимо, двигателя, так и более слабого. В этих случаях насос может работать с шумом (что будет проблемой для дома без отдельной котельной), может давать слишком слабый или слишком сильный напор. В целом возможно повреждение оборудования или низкий КПД отопления. Рабочая температура Циркуляционные насосы должны выдерживать большую температуру — теплоноситель может иметь температуру 90-95°С (особенно при применении твердотопливных котлов). Применяемые устройства рассчитываются с запасом на перекачку теплоносителя, нагретого до 110 °С, а иногда и до 130 °С. У разных производителей можно найти и ряд бюджетных насосов, рассчитаных на рабочую температуру до 90°C (часто на самом деле это значение и того ниже — до 70-80°C). Они подойдут, когда нужно подобрать циркуляционный насос для теплого пола — теплоноситель в теплых полах не нагревается до высоких температур. Но для радиаторов или внутрипольных конвекторов температура нагрева выше, поэтому стоит выбирать насос, способный выдержать такие значения. Нижняя граница рабочих температур должна быть до −10 °C. Такой может быть температура теплоносителя из антифриза, когда нужно запустить отопление зимой.  Тип управления Управляя работой насоса, можно менять скоростные режимы работы. Есть два варианта управления: Механический — ручное переключение и выбор скорости. Этот тип управления эффективен для малых контуров частных домов небольшой площадью, где есть быстрая реакция на изменение скорости. Такие устройства отличаются сравнительно небольшой стоимостью, их техобслуживание и ремонт могут проводиться своими силами. Автоматический — управление скоростью потока с помощью системы автоматики по заданной температуре теплоносителя. Управляющая автоматика корректирует режим работы, позволяет экономить электроэнергию, использовать работу по таймеру, ночной и другие режимы. Стоимость таких насосов дороже, но их применение повышает энергоэффективность (до 30%) отопления и упрощает эксплуатацию сложных систем. Рабочее давление Напор — это максимальная высота подъема жидкости в вертикальном трубопроводе с помощью насоса. Измеряется в метрах водяного столба. В среднем, напор достигает до 17 метров. Если нужна большая высота, то может потребоваться установка более мощного оборудования или нескольких насосов. Необходимое рабочее давление рассчитывается по длине контуров, реальному перепаду высот, диаметру труб и другим данным. При подборе без учета этих параметров высок риск ошибки и неэффективной работы насосного оборудования..  Пропускная способность Это объем жидкости, который может прокачать горизонтально насосное оборудование в единицу времени и измеряется в кубических метрах в час или литрах в минуту. Чем выше пропускная способность, тем больше может быть скорость движения теплоносителя. Значение меняется от диаметра трубопровода и может достигать до 15 м3/час. Класс защиты Согласно требованиям безопасности насосное электрооборудование должно иметь класс защиты с коэффициентом защищенности корпуса не ниже IP44. Это говорит о том, что электрическая часть устройства защищена от проникновения брызг воды и твердых частиц с диаметром более 1 мм. Защита Для защиты насоса от перегрева, работы в режиме сухого хода (без воды) применяется дополнительное оборудование — реле сухого хода. Альтернативой реле может служить внутренняя защита двигателя от перегрева.   Бренд и цена Циркуляционные насосы производятся разными производителями. На формировании их цены сказываются многие факторы: технические характеристики, бренд. Самые бюджетные модели (от 5 тысяч рублей) предусматривают оборудование с базовыми функциями и небольшим сроком службы. Лучшие показатели работы, срок службы можно ждать от моделей в ценовом диапазоне от 10-20 тысяч рублей, а техника с предусмотренной автоматизацией, большим запасом прочности, долгим сроком эксплуатации будет стоить от 20 тысяч рублей и выше. За низкой стоимостью зачастую может скрываться низкое качество продукции. Самые дешевые насосы могут быть собраны из некачественных и непрочных компонентов, не соответствовать требованиям к оборудованию, быть изготовлены из некачественных сплавов и быть просто некачественной подделкой более дорогих приборов. Это скажется на надежности и сроке службы оборудования, которое может выйти из строя в первый же год эксплуатации.  Рекомендуем почитать отзывы перед покупкой, сравнить насос по весу, комплектации, сроку гарантии с аналогами из своей же ценовой категории или более дорогих моделей. Стоит учитывать, что не всегда заявленные характеристики соответствуют реальным, особенно в продукции неизвестных производителей или в товарах самой дешевой стоимости. Лидерами, чья продукция отлично зарекомендовала себя, являются бренды: Grundfos, Wilo, DAB. Неплохую альтернативу по качеству продукции европейским производителям может составить китайская компания Oasis. Насосную продукцию производят и российские производители. Среди известных отечественных производителей: UNIPUMP, Wester, «Джилекс». Один из новичков рынка с высоким качеством продукции — бренд STOUT. Оборудование изготавливается на лучших европейских заводах и предназначено для эксплуатации в российских условиях. Дополнительные функции Дополнительные опции, которые могут быть: Летний режим — кратковременное включение (на 2 минуты) насоса ежедневно для предотвращения застоя жидкости и образования отложений на фильтре. Ночной режим — автоматическая регулировка параметров работы при изменении температуры; Защита от работы всухую — выключение при отсутствии теплоносителя в системе. Защита от перегрева — выключение насоса при перегреве, что позволит избежать выхода его из строя. Наличие этих и других функций может сказаться на стоимости, но сделать эксплуатацию более легкой и повысить безопасность. Краткий обзор производителей Наиболее известные производители, чья продукция хорошо зарекомендовала себя надежностью в многолетней эксплуатации: Grundfos — самый известный и крупный Датский бренд, в ассортименте которого найдутся приборы с разными техническими параметрами и возможностями. Оборудование имеет электронную автоматизацию для управления, контроля работы, датчики давления и защиту от работы всухую. Модели относятся к энергосберегающим, а срок работы циркуляционного насоса этой марки в среднем — 10лет и больше. Наиболее популярные серии насосов Grundfos: UP, UPS, UPSD, Alpha2, Solar. Стоимость насосов Grundfos: от 70 и до 500 у.е. Wilo — производитель из Германии, чья продукция хорошо известна экспертам в отрасли. Компания изготавливает бытовые и промышленные насосы преимущественно с электронным управлением. Чугунный корпус, автоматическая регулировка работы, широкий выбор агрегатов по мощности и другим характеристикам позволяет найти подходящий насос Wilo для самых разных систем отопления. Стоимость насосов бренда начинается от 50-100 у.е., а наиболее популярные серии для бытового применения: RT, Top, Smart, Stratos, Comfort. DAB — производитель качественного оборудования из Италии. Отличительные особенности наиболее популярных серий A и VA: встроенная защита от перегрузок, рабочий диапазон температур от −10 °C до +110 °C. Техника DAB выгодно отличается по стоимости от аналогичных моделей Grundfos и Wilo и является хорошим вариантом по соотношению цены и качества, адаптирована к работе в российских условиях эксплуатации. STOUT — насосы, которые выпускаются совместно ведущими европейскими производителями по инновационным технологиям и разработкам российских инженеров. Оборудование соответствует российским и международным стандартам качества и предназначено для российских условий эксплуатации. Выпускаются три линейки насосов: стандарт — трехскоростные с ручным управлением, mini/mini pro — энергоэффективные насосы с электронным управлением. Все модели имеют исполнение с мокрым ротором, чугунный корпус и низкий уровень шума. Rommer — китайский аналог европейских популярных моделей. Это резьбовые насосы с мокрым ротором, и ручной регулировкой скорости вращения. Имеют широкую область применения: в системах отопления с радиаторами или теплыми полами, в промышленных установках охлаждения. Oasis — насосное оборудование, сделанное в Китае. Позволяет сэкономить до 30% цены при довольно хороших показателях работы и долговечности.  Расчет характеристик насоса Цель применения насоса — организовать постоянное движение теплоносителя по элементам отопительной системы и преодолеть гидравлическое сопротивление. Для правильного подбора оборудования желательно провести расчет. Есть несколько методик расчета и даже онлайн-калькуляторов. Ниже приводим одну из методик. Прежде всего определяют его мощность. Для этого необходимо знать параметры отопительной системы. Для многоквартирных домов следует проводить точные замеры, а для частного дома будет достаточно знать такие параметры: Производительность котла — определяется как произведение тепловой мощности котла на пропускную способность (60 л/час). Так для котла с мощностью 25 кВт производительность будет 1500 л/час, а при мощности 40 кВт — 2400 л/час. Напор — параметр определяется как общая протяженность контура, умноженная на коэффициент 0,6 (берется из расчета, что 10 погонных метров аналогичны 0,6 метров в высоту).  Рассчитываем производительность насоса. Это можно сделать, применив формулу: G=0.86*Q/Δt, где: • G – параметр общего расхода теплоносителя (кг/ч); • Q – нагрузка на систему отопления (Вт); • Δt – разница между температурой теплоносителя на подаче и обратке. Параметр можно условно считать равным 20 ºС. Полученное значение должно соответствовать производительности выбранного насоса. Стоит учесть, что все расчеты выбирают, исходя из значений максимальных нагрузок, которые могут быть в процессе эксплуатации. Можно сделать небольшой запас по мощности (10-20%), чтобы оборудование работало не на пределе возможностей, а в наиболее оптимальном режиме. Пример расчета: нужно определить производительность насоса для системы отопления дома в два этажа, площадью 200 м2. Для его отопления потребуется примерно 22 кВт тепла (параметр зависит от климата региона и типа помещения: частный жилой дом, многоквартирный дом или производственное помещение). Значит производительность будет: G= 0,86*22000/20=0,95 м3/ч. Можно ориентироваться и на усредненные параметры: Выбрать насос с производительностью, соотносимой с мощностью отопительного котла. Определить нужный напор циркуляционного насоса по высоте подъема. Рассчитывается как значение общей длины труб разделенное на 10 и умноженное на 0,6. Полученный путем такого вычисления напор должен поддерживаться в приобретаемой насосе. Электрическую мощность выбираем с учетом диаметра труб — чем он меньше, тем больше гидравлическое сопротивление труб. А значит, потребуются более мощные насосы. Обращаем внимание и на наибольшее допустимое давление для насоса. Оно не должно быть ниже рабочего давления в системе (обычно это 1,5-2 бара).  Внимательно выбираем и материал корпуса. Наиболее прочный вариант — чугун, более бюджетный — термостойкий пластик.  А чтобы присоединить насос без проблем, выбираем подходящую резьбу (может быть наружной или внутренней) или фланцевые соединения и их размеры: G1, G2, G3/4. Расшифровка маркировки Маркировка наносится на шильдик, прикрепленный к корпусу и содержит основные технические характеристики в сокращениях. На верхних строчках — логотип и название бренда-производителя. Далее идут другие параметры. Разберем на примере маркировки оборудования Grundfos: Согласно маркировке, это: циркуляционный насос — об этом сигнализирует буквенное обозначение UP; с возможностью изменения скорости вращения (S); с патрубками диаметром 15 мм; с напором в 5 м (50*10); габаритными размерами 130 мм; корпусом из чугуна (возможны варианты нержавейка — обозначается буквой N или бронза — обозначается В); с максимальной рабочей температурой 110 ºС; коэффициентом пыле-, влагозащищенности — IP44; рабочим давлением до 10 бар. На левой части шильдика указано рабочее напряжение (230 В) и частота сети (50 Гц). Ниже — таблица с силой тока в мА и мощностью в разных режимах работы в Вт.  Стрелка в центральной части шильдика указывает направление движения жидкости в насосе. Справа указан серийный номер оборудования и дата производства в формате две цифры года и две цифры — неделя производства. Точную информацию по маркировке можно найти в техническом паспорте устройства или каталоге на сайте компании-производителя или официального поставщика. Установка циркуляционного насоса Куда установить циркуляционный насос, и какую обвязку сделать — вопрос не менее важный. Нужно учесть принцип работы, количество контуров. Ставить циркуляционный насос можно до или после котла (до первого ответвления). Основной критерий — удобство обслуживания и доступа к оборудованию. Встречаются аргументы, что лучше выбрать место монтажа до котла, где меньшая температура нагрева жидкости. На практике это не имеет значения и, если правильно выбрать циркуляционный насос, то он будет рассчитан на работу с нужными температурами теплоносителя. Куда важнее вопрос не до или после котла ставить циркуляционный насос, а как сделать его правильную обвязку. Важно не ошибиться с направлением монтажа, чтобы теплоноситель двигался в нужную сторону. Подсказкой в этом вопросе может быть стрелка на корпусе. Разворачиваем блок так, чтобы направление движения было по, а не против стрелки. При наличии двух и более отдельных ветвей (например, на разные этажи или в правую и левую части дома), есть смысл использовать два насоса на каждую из них. Оба агрегата устанавливаются сразу после котла, до первого разветвления в цепи. В этом случае можно настраивать меньшую скорость движения теплоносителя на верхних радиаторах (там теплее, чем на нижних этажах) и снизить —расходы на эксплуатацию. Устанавливать циркуляционный насос отопления не стоит между радиаторами или до расширительного бака, чтобы разница температур в разных участках системы не нарушили направление движения. Можно выбрать место между отопительным котлом и коллектором, системой радиаторов. Общие рекомендации по установке: Циркуляционный насос ставится в разрыв подающей или обратной трубы. Насосы с мокрым ротором ставятся в вертикальном положении. До насоса ставится фильтр (грубой и тонкой очистки) для очистки теплоносителя от ржавчины, песка и других возможных частиц в теплоносителе. С обеих сторон от агрегата устанавливаются шаровые краны, которыми можно перекрыть подачу теплоносителя для замены, ремонта, профилактических работ с оборудованием без слива системы в целом. Допускается установка байпаса для одно или двухконтурных систем. Это небольшой участок трубы с регулируемой или запорной арматурой в обход для обеспечения движения теплоносителя при отключенном или неработающем насосе. Проверка работы устройства возможна только при заполненной системе, работа всухую не допускается. Говорить о том, что оборудование хорошо работает можно при равномерном нагреве всех радиаторов в системе. Для обеспечения бесперебойной работы отопления в периоды отсутствия электроэнергии можно предусмотреть установку источника бесперебойного питания (ИБП). Это имеет смысл сделать при твердотопливном или газовом котле, которым для работы не требуется электроэнергия. Емкость ИБП выбирается в зависимости от того, как часто и как надолго возможны перебои с электричеством. В среднем его должно хватить для обеспечения нескольких часов работы оборудования. В ходе установки нужно учесть рекомендации производителя, которые есть в технической документации (инструкции или паспорте оборудования) и существующие строительные нормы и требования безопасности.  Обслуживание насоса будет отличаться в зависимости от типа ротора. При сухом роторе ежегодно или раз в два года потребуется проводить техобслуживание, смазку, очистку. Электродвигатели с мокрым ротором не нуждаются в чистке и техническом осмотре при условии качественного теплоносителя. В его очистке помогут фильтры, которые нужно периодически очищать. Подобрать циркуляционный насос с нужными параметрами и можно интернет-магазине «Терем». В каталоге представлен широкий ассортимент продукции для организации отопления и водоснабжения, доступная ценовая политика, сжатые сроки доставки товаров. Сотрудники интернет-магазина готовы помочь в выборе и оформлении заказа.