Циркуляционные насосы в системах отопления
Эффективность отопления квартир, частных домов, промышленных зданий не всегда достигается качественным монтажом теплопроводной сети. Рабочее давление системы обычно не превышает 0,6 мПа. Для увеличения данного показателя необходимо осуществлять принудительную циркуляцию теплоносителя. Наиболее популярный вариант обеспечить свой дом теплом в зимнюю стужу – использовать в контуре отопительной системы циркуляционный насос для отопления жилого помещения, по вопросам приобретения обращайтесь в интернет-магазин Теплоторг: https://teplotorg.ru/nasosy/tsirkulyatsionnye/, где квалифицированные специалисты смогут подобрать оптимальное устройство для Вашего объекта.
Оглавление:
Что такое циркуляционный насос
Циркуляционный насос – это устройство для ускоренного прогона нагретого теплоносителя в замкнутой системе отопительного контура. Простыми словами – сама отопительная система является малопроизводительной. Вода, или другой теплоноситель, залитый в трубы, течет медленно, часто возникают вихревые турбулентные течения, воздушные пробки. Вследствие этого трубы нагреваются слабо и неравномерно.
Ускорить прогон воды можно, если на пути ее протекания установить специальный насос для отопления. За счет использования центробежной силы механизм создает повышенное давление, продавливая воду, заставляет ее двигаться намного быстрее. Скорость потока рабочей жидкости увеличивается в несколько раз. Горячая субстанция отдает свою температуру трубам, от них нагревается воздух помещения, соответственно, теплоотдача отопительной сети существенно увеличивается.
Применение помпы для циркуляции воды позволяет стабилизировать функции нагревательного котла. При незначительной разнице температур, всего несколько градусов, в отопительный сезон на прогрев системы требуется существенно меньший объем газа. Рабочий цикл отопительной сети сокращается. Для достижения температуры воды 70°, начиная от комнатных показателей15-20°, сначала котел работает на максимальной мощности.
По мере прогрева жидкости, с включенным циркуляционным насосом, температура быстро выравнивается. За один проход по системе теплоноситель быстро возвращается с минимальной потерей всего 5°. Благодаря ускоренному течению, поддерживается постоянная температура воды в районе 65°. Во всех помещениях дома она одинаковая. По всем радиаторам тепло распределяется равномерно. Автоматические приборы отключают горелки котла в соответствии с программой.
Весной, зимой, осенью, когда температура наружного воздуха невысокая, стабилизация отопительной системы крайне выгодна потребителям. Совместное функционирование циркуляционного насоса, котла, автоматики позволяет поддерживать постоянную температуру теплоносителя в средних пределах около +40°С. Естественная циркуляция любой жидкости в отопительной системе не способна добиться столь впечатляющих результатов.
Назначение и функции
Основные параметры устройства заключаются в высокой производительности и долговечности. Чтобы правильно подобрать нужный водяной циркуляционный механизм для своей отопительной сети, необходимо изучить характеристики самой системы. Сюда входят следующие параметры:
Расчет небольшой отопительной системы для одноэтажного частного дома или дачи несложно выполнить самому владельцу недвижимости. Многоэтажные здания, промышленные сооружения с изобилием тепловых узлов, переходов, сложных тепловых развязок могут рассчитывать только опытные проектировщики с многолетним стажем подобных работ.
Современные проекты выполняются с применением специальных сетевых программ и компьютерной графики. Машинный алгоритм позволяет учесть все данные, необходимые для расчетов. Поэтому, если необходимо подготовить данные и установить циркуляционные насосы для отопления сложных инженерных сооружений, лучше всего обратиться к квалифицированным профессионалам.
Некомпетентный монтаж теплопроводных сетей, установка циркуляционных устройств собственными силами часто приводит к плачевным результатам. Насосные установки выходят из строя в результате перегрева либо несоответствия мощности системы и мощности самой помпы. Вывод – для эффективной циркуляции воды прежде всего нужен грамотный профессиональный расчет.
Как устроены циркуляционные насосы
Циркуляционный насос относится к центробежному типу приборов. Механизм агрегата заключен в корпус, который может быть выполнен из любого нержавеющего металла либо ударопрочного пластика. Корпус состоит из двух половинок. С одной стороны расположен электрический двигатель, с другой стороны находится камера для перекачки теплоносителя. Полости камеры оснащены выпусками. Они могут быть резьбовые или фланцевые.
Главный рабочий узел – крыльчатка, насаженная на керамический ротор. Вращаясь от привода – электрического двигателя, в трубопроводной магистрали отопительной сети она создает направленный поток рабочей жидкости. Все технические характеристики устройства зависят от конструкции, габаритов, внешних данных крыльчатки, скорости ее вращения.
Посредством выпусков помпа присоединяется к водяной магистрали. С одной и с другой стороны агрегат крепится к трубам через быстроразъемное соединение. Обычно этим соединением служит штуцер с накидной гайкой. Фланцевое соединение крепится четырьмя болтами с гайками, плоскими и пружинными шайбами. Между фланцами устанавливается уплотнительная прокладка из паронита либо термостойкой резины.
ВНИМАНИЕ! На разъеме, где соединяются две половинки, выполнены два отверстия для дренажа. Через них отводится конденсат, скапливающийся в статорной половине электрического двигателя. Закрывать дренажные отверстия категорически запрещено! Совершая монтаж теплового оборудования, также необходимо помнить, что крыльчатка должна располагаться в составе отопительной системы строго горизонтально. Саму помпу можно устанавливать в любом положении трубопровода относительно горизонтальной оси. Она может располагаться на горизонтальном участке трубопровода, вертикальном, под любым углом к горизонту. Но ось крыльчатки должна быть ориентирована строго в горизонтальной плоскости!
Принцип работы
Электрический двигатель приводит в действие ротор с насаженной на него крыльчаткой. Конструкция большинства циркуляционных насосов предусматривает наличие одного ротора с крыльчаткой. Разработчики иногда предлагают варианты механизмов, где установлены два ротора и две крыльчатки. Подобные агрегаты имеют существенно повышенную производительность.
Лопасти крыльчатки производтся с такой специфической конфигурацией и углами наклона, чтобы забор теплоносителя осуществлялся со стороны источника разогрева. Направление движения теплонесущей жидкости показано стрелкой сверху на корпусе. Вращающаяся крыльчатка подает водяной поток под напором далее по трубопроводам. Под воздействием насоса жидкость начинает более равномерно циркулировать по трубам, обеспечивая лучшие тепловые показатели всей теплопроводной сети.
Центробежная сила помогает потоку устремляться по всей системе. Жидкость принудительно проталкивается лопастями крыльчатки, преодолевая сопротивление, неизбежно возникающее внутри сети на отдельных участках трубопроводов. Подобными местами являются изгибы, краны, муфты, прочая трубопроводная арматура. Важное условие для нормальной циркуляции теплоносителя – отсутствие пузырьков воздуха внутри системы.
Виды насосов
Циркуляционные насосы изготавливаются промышленным способом в колоссальном ассортименте. Существует бесчисленное множество разновидностей агрегатов, конструктивных исполнений, конфигураций, технических особенностей. Наиболее характерные виды по устройству и исполнению рабочей части – с мокрым ротором и сухим ротором.
Мокрый ротор
Конструкция циркуляционного насоса с мокрым ротором подразумевает погружение рабочего колеса, ротора, крыльчатки в среду, которую данный насос перекачивает. В данном случае рабочее колесо во время работы полностью находится в теплоносителе. Специальные технологические зазоры, выполненные в корпусе при изготовлении, позволяют рабочей жидкости свободно проникать во внутренние полости механизма.
Постоянная циркуляция теплоносителя внутри корпуса позволяет охлаждать и смазывать трущиеся детали механизма. Насос циркуляционный для домашнего отопления с мокрым ротором производится без сальников для торцевого уплотнения вала крыльчатки. При его вращении вода самотеком проходит через гильзу. Оптимальным вариантом является горизонтальное расположение устройства.
При таком размещении внутри жидкости не скапливаются пузырьки воздуха, мешающие ее дальнейшему продвижению. Присутствие воды внутри корпуса создает еще одно важное преимущество. При этом эффективно поглощаются вибрационные шумы. Механизмы с мокрым ротором практически бесшумные и не вызывают вибраций. Они широко используются в системах отопления и снабжении предприятий горячей водой.
Сухой ротор
Подобное технологическое исполнение циркуляционного насоса не позволяет осуществлять смазку и охлаждение трущихся внутренних деталей. Герметичный сальник, установленный между корпусами электрического двигателя и насосного агрегата, не позволяет теплонесущей жидкости проникать во внутренние полости корпуса. Увеличение производительности достигается соответственным увеличением мощности электрического двигателя.
Ротор вала с насаженной крыльчаткой, соединен с валом электромотора через предохранительную муфту. Для увеличения подачи воды муфта отсоединяется, электрический двигатель снимается. На его место устанавливается новый мотор с повышенной мощностью. Соединительная муфта подключается к валу электрического мотора, установка запускается в работу. Подобным способом увеличивается подача теплоносителя в отопительной системе, отопление становится эффективнее.
Ступенчатый насос
Насосы циркуляционные для отопления помещений производятся с двумя, тремя ступенями регулировки скорости вращения ротора и с самостоятельным регулированием. 3 режима различаются между собой только скоростью вращения ротора. 2-х режимный механизм реагирует на снижение расхода теплоносителя. Когда в доме становится жарко, владелец закручивает термостат, уменьшая подачу воды на электронасос.
Помпа снижает обороты в автоматическом режиме, чтобы напрасно не нагнетать давление в магистрали. При этом существенно снижается расход электрической энергии. Еще большая экономия энергоресурсов наблюдается при использовании насосов типа «пропорциональное давление – 2 режима». Даже при незначительном снижении расхода теплоносителя давление в сети автоматически снижается и агрегат тут же уменьшает подачу воды.
Самостоятельное регулирование необходимо тогда, когда зима входит в аномальную стадию. На улице происходят значительные температурные колебания. Владелец теплосети может по своему усмотрению устанавливать экономичный режим работы, а при необходимости переходить на ударный режим. Во время сильных оттепелей можно даже совсем отключить насос для системы домашнего отопления и перевести систему на естественную циркуляцию теплоносителя.
Насос с частотным преобразователем
Обычно насосные электродвигатели сразу же после включения начинают работать на полную мощность. Вода с огромной силой устремляется по трубам, возникают колоссальные нагрузочные режимы. Энергопотребление при этом зашкаливает, происходит быстрый износ всей системы – как насоса с электродвигателем, так и запорной арматуры с трубопроводами.
ВАЖНО! Устраняет все проблемы монтаж в электрической схеме специального устройства. Частотные преобразователи, установленные в циркуляционных насосах для отопительных сетей, позволяют существенно сэкономить энергопотребление. Прибор бережно управляет давлением внутри трубопровода. Электронное устройство эффективно и плавно изменяет величину электроэнергии, поступающей на мотор.
Поскольку максимальная мощность электрического двигателя используется лишь при пиковых потреблениях воды, что происходит крайне редко, благодаря режиму сдерживания, выполняемому частотным преобразователем, этот вид механизма позволяет экономить до 30-40% электрической энергии. Кроме этого, существенно сохраняется сама система обеспечения здания теплопотреблением.
Преимущества и недостатки
Среди очевидных плюсов данных устройств можно выделить следующие:
Недостатки циркуляционных насосов:
Как правильно выбрать, на что обратить внимание, как самому рассчитать необходимые параметры
Приступая к выбору циркуляционного насоса, каждому владельцу отопительной сети необходимо ознакомиться с элементарными понятиями по теплотехнике. Следует подсчитать, какой объем нагреваемой жидкости проходит за единицу времени через нагревательный котел. Подобными расчетами пользуются производители, когда уравнивают расход теплоносителя с рабочей мощностью котла.
Пример: в системе установлен нагревательный котел мощностью 20 кВт. За одну минуту сеть пропустит 20 литров воды. Дальнейший расчет состоит в определении расхода воды на каждое кольцо системы. Учитывая мощность каждого радиатора, это сделать несложно. Расход воды, циркулирующей по трубам, прямо пропорционален их сечению. Труба сечением 1 дюйм пропускает через себя 30 литров воды в минуту.
Через двухдюймовую трубу за одну минуту проходит 170 литров жидкости. Средняя скорость водяного потока составляет 1,5 м/сек. Мощность выбираемого циркуляционного насоса должна соответствовать длине трубопроводов. На отрезке 10 метров нормальным считается напор 0,6 м. Соответственно, для 100-метрового участка трубопровода необходим правильный выбор помпы напором 6 м.
Рабочая формула для расчета: Qpu=Qn/1.163xDt, м³/ч, где:
Циркуляционные насосы для отопления частных домов производятся серийно, поэтому лучше их подбирать с незначительным запасом. Просчитав мощность своей домашней отопительной сети, необходимо добавить 5-10%. В продаже часто попадаются помпы с несколькими режимами настройки. Эксплуатируя подобный агрегат, частный владелец усадьбы может по ходу подбирать оптимальные рабочие режимы.
Требования к монтажу, советы по установке, место установки
Приступая к монтажу циркуляционного насоса в системе домового обогрева, необходимо проверить крепежные элементы купленного агрегата. Конструктивно механизмы выполняются с двумя типами соединений: фланцевым и муфтовым. Следовательно, участок трубопровода, где будет расположено нагнетающее устройство, должен быть с двух сторон оснащен либо фланцами, либо муфтами.
При покупке необходимо внимательно присмотреться к агрегату. Исполнение прибора может быть прямоточное, когда напорный и всасывающий патрубки расположены на одной оси и не прямоточное, когда оба патрубка изготовлены в разных плоскостях. При первом варианте исполнения нагнетающий механизм можно устанавливать непосредственно в трубопровод.
Второй вариант исполнения предусматривает наличие рамы. Для установки рамы сначала необходимо залить бетонный фундамент, осуществив внутри бетона заливку анкерных болтов. Рама устанавливается на бетон, прикручивается к основанию анкерными болтами. К раме крепится циркуляционный насос и подключается к трубопроводу отопительной системы здания.
Наиболее простой способ установки нагнетающего устройства в трубу – на разъемную резьбу. Вместе с ним следует приобрести и установить обратный клапан, а также фильтр глубокой очистки. Они обеспечат нормальное функционирование сети отопления под давлением. Для самостоятельного монтажа необходимо выбрать набор гаечных ключей от 22 до 36 мм, запорная арматура, отрезок трубы.
Данный отрезок трубы называется байпас. Он имеет сечение, равное диаметру стояка. Место установки циркуляционного насоса должно обеспечивать свободный доступ к нему для периодического обслуживания, регулировки, изменения технических параметров. Точка установки байпаса с циркуляционным насосом, рекомендуемая экспертами по теплотехнике – на трубе обратки как можно ближе к расширительному бачку.
Советы по монтажу циркуляционного насоса
ВНИМАНИЕ! Соблюдая безопасность при работе циркуляционного насоса, необходимо подключать электрический прибор через розетку с обязательным заземлением. Перед монтажом насоса рядом с местом его установки следует подобрать и установить розетку, имеющую качественное рабочее заземление.
Материал подготовлен при поддержке интернет-магазина Теплоторг: https://teplotorg.ru.
