Водяной насос для отопления: рассмотрим водяные насосы для отопления частного дома

Принципы установки и подключения насоса

Для подготовки отопительной системы для установки насоса вначале осуществляют слив отопительной жидкости и чистку всей системы, если она загрязнена. Систему заполняют водой только после закрепления труб, после этого тщательно проверяют на наличие неисправностей для их дальнейшего устранения. Пользуясь центральным винтом, из системы выводят излишки воздуха.

Чтобы установленный насос взаимодействовал с охлажденным теплоносителем, а срок его эксплуатации продлился, агрегат монтируют в трубопровод обратной линии. Подсоединение расширительного бачка при монтаже в принудительной системе циркуляции следует делать не к главному стояку, а к обратному трубопроводу.

Расположив насос строго горизонтально, его крепят к трубам. Как дополнительное устройство циркуляционный насос можно монтировать в систему естественной циркуляции. При этом насос должен быть укомплектован фильтром и разъемной резьбой. Диаметр фильтра должен соответствовать диаметру насоса. Работа системы под давлением должна поддерживаться обычным клапаном, соответствующим диаметру резьбы агрегата. При использовании открытой системы он не потребуется.

После того как насос смонтирован, на главном и обратном трубопроводе следует поставить кран. Чтобы воздух можно было сбрасывать из системы, на байпасе устанавливают специальное устройство.

Там, где планируется установить насос, отрезают трубу и приваривают к ней специальное соединение для запорной арматуры, ее устанавливают перед и после насосного агрегата. Это необходимо сделать для удобства снятия, чистки и ремонта прибора. Перекрыв кранами на выпускной и впускной трубе насоса воду, производят отключение отопительного котла, затем откручивают гайки, на которых крепится насос к трубам.

Подключать насос необходимо после запуска всей системы и заполнения труб водой. Воздуха в трубах не должно оставаться, поэтому его выпускают каждый раз перед запуском насосного агрегата. Чтобы производить спуск воздуха вручную, используют специальные клапаны, установленные по обе стороны насосной установки.

Виды насосов для отопительных систем

Современные циркуляционные насосы разделяют на два принципиальных вида: «сухие» и «мокрые». Они несколько отличаются внутренним устройством и схемой работы, но движение жидкости в них все равно обеспечивается за счет циркуляционных процессов в системе. Некоторые модели оснащаются устройствами для автоматического регулирования их работы.

Вариант #1 — приборы «сухого» типа

Конструкция сухого циркуляционного насоса не подразумевает контакт теплоносителя с ротором. Его рабочая область отделена от деталей электродвигателя специальными кольцами.

Их производят из следующих типов материала:

• графита;
• керамики;
• карбида вольфрама;
• нержавеющей стали;
• оксида алюминия.

Принцип работы «сухого» насоса заключается во вращении колеса в среде теплоносителя. Подающее воду отверстие находится по центру основной камеры, а отводящая система каналов – по периферии.

Рабочая зона «сухих» циркуляционных насосов связана с двигателем только посредством вала, поэтому при необходимости возможна замена электропривода

Вращение крыльчатки функционального колеса приводит к возникновению центробежных сил, перемещающих теплоноситель от центра корпуса к его краям. Такой принцип работы циркуляционного насоса обеспечивает постоянное движение воды через его внутреннюю камеру.

Положительными особенностями отопительного оборудования сухого типа являются:

• высокий уровень КПД – 70-80%;
• минимальный гидроудар при запуске;
• возможность горизонтального и вертикального расположение двигателя;
• перекачивание больших объемов теплоносителя за счет высокой мощности.

Из-за комбинации экономичности и шумности «сухие» насосы используются преимущественно в системах отопления промышленных, административных зданий и крупных жилых объектов.

Поэтому у приборов такого рода можно выделить следующие негативные стороны:

1. Высокий уровень шума, не позволяющий использовать их в квартирах.
2. Необходимость замены уплотнительных дисков каждые 2-3 года.
3. Высокая вероятность протекания теплоносителя наружу при нарушении герметичности рабочей камеры.
4. Необходимость внешнего охлаждения двигателя.

Из-за большого веса такое оборудование устанавливают на пол или подвешивают на кронштейны.

Элементы консольного насоса закреплены на одной станине, а электрический двигатель с рабочим колесом в корпусе связаны через редуктор

Существует два варианта конструкционного исполнения «сухих» насосов:

1. Моноблочный. Двигатель и металлический корпус прибора объединены в одну конструкцию со специфическими креплениями.
2. Консольный. К корпусу оборудования с помощью универсальных креплений может присоединяться двигатель любой мощности.

«Сухие» циркуляционные устройства для отопительных систем при соответствующем обслуживании являются более долговечными, поэтому они постепенно вытесняют с рынка модели с мокрым ротором.

Вариант #2 — насосы с ротором мокрого типа

Принцип действия циркуляционного прибора с ротором, относящимся к мокрому типу, аналогичен своему собрату в «сухом» исполнении: при вращении крыльчатки подаваемый в центр теплоноситель перемещается к периферии рабочей камеры, откуда собирается в отводящие каналы.

Все внутренние уплотнители в «мокром» насосе являются статичными и не подвержены динамическому износу, поэтому такие модели более надежны и долговечны

Ротор «мокрого» насоса контактирует с теплоносителем, который обеспечивает и охлаждение двигателя. Такие приборы не должны работать в сухом режиме, потому что они быстро перегреваются и сгорают.

Составные части оборудования обычно расположены в одном корпусе и составляют единую конструкцию, поэтому при поломке отдельных элементов их не заменяют, а покупают новый насос.

Теплоноситель внутри рабочей камеры проходит довольно извилистый путь, поэтому от гладкости материала внутренней поверхности корпуса зависит шумность насоса

Преимущества агрегата с “мокрой” разновидностью ротора:

• бесшумность работы;
• компактные размеры;
• незначительное потребление электроэнергии (30-50 Вт);
• длительность работы без обслуживания;
• относительно небольшая стоимость;
• простота установки.

Устройства часто встраивают непосредственно в конструкцию бытовых котлов, облегчая потребителю выбор оборудования при монтаже системы отопления.

У отопительных приборов такого типа есть и минусы:

• конструкционные ограничения по максимальной мощности;
• низкая ремонтопригодность;
• маленький КПД (40-60%);
• необходимость строго горизонтального расположения оси двигателя.

Из-за низкой мощности “мокрая” разновидность насосных машин используют преимущественно в отопительных системах квартир и одноэтажных домов.

Обвязка

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

2 Разновидности насосов и их особенности

В систему отопления частного дома можно смонтировать различные циркуляционные агрегаты. Их делят на две большие группы. Циркуляционный насос может быть «сухим» либо «мокрым». При монтаже аппаратов первого типа своими руками следует учитывать, что их мотор отделен от рабочей части кольцами-уплотнителями. Делаются они из нержавейки. Во время запуска установки начинается процесс движения этих колец, что приводит к герметизации соединения водяной (очень тонкой) пленкой. Последняя находится между уплотнителями.

Циркуляционная насосная установка

Качественная герметизация в данном случае обеспечивается благодаря тому, что давление во внешней атмосфере и в самой системе отопления характеризуется разными показателями. «Сухой» насос при работе издает достаточно громкие звуки. В связи с этим его установка всегда производится в специально звукоизолированном отдельном помещении частного дома. Показатель полезного действия такого циркуляционного агрегата находится на уровне 80 %.

Существует три типа «сухих» аппаратов для подключения к системе отопления: горизонтальные, вертикальные, блочные. Электрический мотор в агрегатах первого типа размещается по горизонтали. Нагнетательный патрубок крепится в них на корпусе аппарата, а всасывающий – на валу (на лицевой его стороне). В вертикальных установках патрубки находятся на одной оси. А двигатель в этом случае располагается вертикально. В блочных циркуляционных агрегатах нагретая вода выходит радиально, а поступает в систему по осевому направлению.

Уход за «сухим» агрегатом объективно сложный. Его элементы требуется регулярно смазывать специальным составом. Если этого не делать, торцевые уплотнители быстро выйдут из строя, что приведет к остановке насоса. Кроме того, в частном доме «сухие» аппараты следует размещать в комнатах, где нет пыли. Ее завихрения при работе оборудования нередко становятся причиной разгерметизации насоса.

В «мокрых» агрегатах функцию смазки выполняет сам теплоноситель. Крыльчатка и ротор таких установок погружены в воду. «Мокрые» аппараты намного менее шумные, их проще смонтировать своими руками. Да и их техническое обслуживание более простое по сравнению с «сухими» насосами.

Корпус «мокрой» установки, как правило, делают из латуни либо бронзы. Между статором и ротором обязательно имеется особый разделитель из нержавейки. Его называют стаканом. Он необходим для придания требуемой герметичности двигателю (точнее его элементам, находящимся под электрическим напряжением). Именно «мокрые» агрегаты чаще всего монтируют в частном доме в систему отопления.

Они неплохо справляются с задачей по обогреву относительно небольших площадей. Для крупных объектов такие аппараты не годятся, так как их производительность обычно не превышает 50 %. Малый КПД «мокрых» установок обусловлен невозможностью качественной герметизации стакана, размещенного между статором и ротором.

Отопление с водой в качестве теплоносителя

Функциональные особенности водяных отопительных систем с естественным типом циркуляции теплоносителя определяются рядом характеристик.

Исходя из того, какой расширительный бак используется для обустройства системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, различают:

1. Системы открытого типа. В данном случае расширительный бак устанавливают как можно выше, чтобы создать избыточное давление в расширительном бачке. Кроме того, благодаря этому можно избавиться от воздушных пробок в отопительном контуре. Время от времени через открытый расширительный бак в трубы доливают воду, частично испарившуюся в процессе эксплуатации отопления.
2. Системы закрытого типа. В таком отоплении с естественной циркуляцией расширительный бак заменен специальным мембранным гидроаккумулирующим баллоном. Он обеспечивает дополнительное давление в контуре в пределах 1,5 атмосфер. В целях безопасности системы такой конструкции обычно оборудуют блоком с манометром, задача которого состоит в корректировке давления внутри трубопровода.

Еще один принципиальный момент, который отличает конструкции отопительных систем с естественным типом циркуляции воды, состоит в схеме подключения нагревательных элементов.

По способу подключения отопительных приборов к газовому котлу без насоса можно выделить такие варианты:

1. Однотрубная разводка отопления. При таком типе отопления выполняется последовательное подключение всех радиаторов к одной и той же трубе. То есть, вода проходит сквозь каждый последующий отопительный прибор и только после этого движется дальше. Среди достоинств оборудования однотрубной разводки можно назвать простоту ее монтажа, а также низкую материалоемкость.
2. Двухтрубная разводка в системе отопления с естественным типом циркуляции. В данном случае все радиаторы, которые входят в состав системы отопления, подключаются к трубопроводу параллельно. При этом температура теплоносителя, который попадает в каждый радиатор, одинаковая. После того, как вода пройдет через весь радиатор и остынет, по обратной трубе она возвращается в теплообменник котла.

Считается, что двухтрубная схема разводки является наиболее целесообразной с точки зрения эффективности обогрева жилья. Правда, чтобы оборудовать такую систему, потребуется достаточно много труб и доборных элементов для монтажа отопительного контура.

1 Главные достоинства

Определяясь, нужен ли дополнительный насос для настенного котла или напольного отопительного оборудования, нужно отметить, что его установка дает множество преимуществ. Основные достоинства:

1. 1. Повышается общее КПД в отопительной системе. Это отражается как на равномерности распределения теплоносителя, так и на температурном режиме во всех помещениях.
2. 2. Воздух в помещениях нагревается намного быстрее.
3. 3. Улучшается циркуляция теплоносителя внутри основной магистрали.

Немаловажным преимуществом насоса также является его экономичность. Как показала практика, одновременно 2 прибора (основной и дополнительный) потребляют меньше электроэнергии.

Помимо этого, если работают несколько насосов в отопительной системе, появляется возможность установки таких полезных устройств, как термостаты и полотенцесушители. Владелец дома также может установить трубы меньшего сечения — качество обогрева помещений от этого не пострадает. Также достоинством является невысокая стоимость этого прибора.

Технические характеристики устройств

Знание характеристик циркуляционного насоса поможет найти подходящий вариант для домашнего или квартирного отопления. При покупке учитываются такие параметры:

• напор – технический параметр, определяющий поднятие воды на определенный уровень;
• расход и показатель производительности – количество теплоносителя, поданного за определенное время;
• монтажные габариты – размер прибора, позволяющий определить возможность врезки в трубопровод.

На передней части корпуса присутствуют цифровые и числовые маркеры:

• разновидность – циркуляционные нагнетатели обозначаются как UP;
• регулировка скорости – модели с односкоростным режимом не индексируются, S означает ступенчатое переключение, E – плавное частотное;
• диаметр внутреннего патрубка в мм;
• напор – в зависимости от изготовителя маркируется в метрах или дециметрах.

По информации на передней панели можно определить тип корпуса. N говорит о том, что использовалась нержавейка, чугун не индексируется, A – о наличии штуцера для спускника, K – о возможности применения для систем с холодной водой, KU –для холодной, но с пенным наполнителем для статора и клеммной коробки.

Конструктивные особенности насоса для отопления частного дома

В принципе, циркуляционный насос для отопления ничем не отличается от других разновидностей водяных насосов.

У него два основных элемента: крыльчатка на валу и электродвигатель, который вращает этот вал. Все заключено в герметичный корпус.

Но есть две разновидности этого оборудования, которые отличаются друг от друга расположением ротора. А точнее, контактирует ли вращающая часть с теплоносителем или нет. Отсюда и названия моделей: с мокрым ротором и сухим. В этом случае имеется в виду ротор электродвигателя.

С мокрым ротором

Конструктивно эта разновидность водяного насоса имеет электродвигатель, в котором ротор и статор (с обмотками) разделены герметичным стаканом. Статор находится в сухом отсеке, куда никогда не проникает вода, ротор располагается в теплоносителе. Последний — охлаждает собой вращающиеся детали прибора: ротор, крыльчатку и подшипники. Вода в этом случае для подшипников выступает, и как смазка.

Такая конструкция делает насосы малошумными, потому что теплоноситель поглощает вибрацию вращающихся деталей. Серьёзный недостаток: низкий КПД, не превышающий 50% от номинала. Поэтому насосное оборудование с мокрым ротором устанавливают на отопительные сети небольшой протяжённости. Для небольшого частного дома, даже в 2—3 этажа, это будет неплохой вариант выбора.

К преимуществам насосов с мокрым ротором, кроме бесшумной работы, можно добавить:

• небольшие габаритные размеры и вес;
• экономичное потребление электрического тока;
• длительная и бесперебойная работа;
• простота настройки скорости вращения.

Фото 1. Схема устройства циркуляционного насоса с сухим ротором. Стрелками обозначены части конструкции.

Недостаток — невозможность ремонта. Если какая-то деталь вышла из строя, то старый насос демонтируют, устанавливая новый. Модельный ряд в плане конструктивных возможностей у насосов с мокрым ротором отсутствует. Все они выпускаются одного типа: вертикального исполнения, когда электродвигатель располагается валом вниз. Выходной и входной патрубки находятся на одной горизонтальной оси, поэтому монтаж прибора производится только на горизонтальном участке трубопровода.

Важно! При заполнении отопительной системы воздух, выталкиваемый водой, проникает во все пустоты, и в роторный отсек в том числе. Чтобы спустить воздушную пробку, необходимо воспользоваться специальным спускным отверстием, расположенным в верхней части электродвигателя и закрыто герметичной вращающейся крышкой. Чтобы спустить воздушную пробку, необходимо воспользоваться специальным спускным отверстием, расположенным в верхней части электродвигателя и закрыто герметичной вращающейся крышкой

Чтобы спустить воздушную пробку, необходимо воспользоваться специальным спускным отверстием, расположенным в верхней части электродвигателя и закрыто герметичной вращающейся крышкой.

Профилактические мероприятия для «мокрых» циркуляционных насосов не требуются. В конструкции нет трущихся деталей, манжеты и прокладки устанавливаются только на неподвижных соединениях. Выходят из строя из-за того, что материал просто состарился. Основное требование к их эксплуатации — не оставлять конструкцию в сухом виде.

С сухим ротором

У насосов этого типа нет разделения ротора и статора. Это обычный стандартный электродвигатель. В конструкции же самого насоса установленные уплотнительные кольца, которые перекрывают доступ теплоносителя в отсек, где располагаются элементы движка. Получается, что крыльчатка насажена на вал ротора, но находится в отсеке с водой. А весь электродвигатель располагается в другой части, отделённой от первой уплотнителями.

Фото 2. Циркуляционный насос с сухим ротором. В задней части расположен вентилятор для охлаждения прибора.

Такие конструктивные особенности сделали насосы с сухим ротором мощными. КПД доходит до 80%, что для оборудования этого типа довольно серьёзный показатель. Недостаток: шум, издаваемый вращающимися деталями прибора.

Циркуляционные насосы представлены двумя моделями:

1. Вертикальное исполнение, как и в случае с прибором мокрого ротора.
2. Консольные — это горизонтальное исполнение конструкции, где прибор упирается на лапки. То есть, сам насос на трубопровод не давит своим весом, и последний не является для него опорой. Поэтому под этот тип обязательно укладывают прочную и ровную плиту (металлическую, бетонную).

Внимание! Уплотнительные кольца часто выходят из строя, становясь тонкими, что создаёт условия проникновения теплоносителя в отсек расположения электрической части электродвигателя. Поэтому раз в два или три года проводят профилактику прибора, осматривая в первую очередь именно уплотнители

Критерии грамотного выбора оборудования

Все старания по монтажу сведутся к нулю, если неправильно подобрать оборудование. Чтобы не ошибиться, необходимо предварительно проанализировать все стороны конкретной отопительной системы и произвести необходимые расчеты.

Основные разновидности насосов

По конструкционным особенностям все приборы делятся на 2 категории: с мокрым и сухим ротором.

Насосы «мокрого» типа. Этот вариант подходит для частных домов. Агрегат компактный, почти бесшумный и имеет удобное для обслуживания и ремонта модульное строение.

Но, к сожалению, не отличается высокой производительностью – максимальный КПД современных моделей достигает 52-54%.

Циркуляционные устройства для отопительных сетей нельзя путать с аналогичными приборами для ГВС. Насос для отопления не нуждается в антикоррозийном корпусе из бронзы или нержавейки и в дополнительной защите от накипи – соответственно, и стоит дешевле

Насосы с сухим ротором производительны, неприхотливы к качеству теплоносителя, способны работать под большим напором и не требуют строго горизонтального расположения на трубе. Однако они более шумные, а их работа сопровождается вибрацией. Многие модели устанавливаются на фундамент или металлическую опорную раму.

Для монтажа консольных, моноблочных или «In-line» моделей необходимо отдельное помещение – котельная. Их целесообразно применять, когда необходим расход более 100 м³/ч, то есть для обслуживания групп коттеджей или многоквартирных домов.

Краткий обзор технических характеристик

При выборе насоса обязательно следует изучить технические характеристики и сопоставить их с требованиями системы отопления.

Важными являются такие показатели, как:

• напор, который покрывает потери гидравлики в контуре;
• производительность – объем воды или подача за определенный временной интервал;
• рабочая температура теплоносителя, max и min – у современных моделей в среднем +2 ºС… +110 ºС;
• мощность – с учетом гидравлических потерь механическая мощность преобладает над полезной.

Важны и конструкционные детали, например, входной/выходной диаметр патрубков. Для систем отопления средние параметры – 25 мм и 32 мм.

Количество электронасосов подбирают, ориентируясь на протяженность отопительной магистрали. Если общая длина контуров до 80 м, достаточно одного прибора, если больше – потребуются дополнительные устройства

Примером агрегата для оснащения отопительной сети жилья площадью 100 м² является насос Grundfos UPS с трубным соединением 32 мм, производительностью 62 л/с и весом 3,65 кг. Компактный и малошумный чугунный прибор не слышно и за тонкой перегородкой, а его мощности достаточно для транспортировки жидкости на 2 этаж.

Насосы со встроенной электроникой позволяют оперативно переводить оборудование в более удобный режим в зависимости от смены температуры или давления в сети. Автоматические устройства снабжены цифровыми дисплеями, которые предоставляют максимум информации по работе насоса: температуру, сопротивление, давление и т.д.

Дополнительная информация о расчете и выборе циркуляционного насоса для отопления представлена в статьях:

1. Как рассчитать насос для отопления: примеры расчетов и правила подбора оборудования
2. Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления
3. Циркуляционный насос для отопления: десятка лучших моделей и советы покупателям