Циркуляционный насос в конструкции газового котла

Циркуляционный насос в котле разгоняет носитель тепла по отопительной системе, поэтому теплоноситель охлаждается медленнее в системе и возвращается в теплом состоянии. Теплоноситель нагревается до необходимой температуры в газовом котле, а следующий цикл нагрева будет короче. Поэтому повышается производительность котла и снижается расход газа.

В современных гидравлических системах отопления перестали устанавливать циркуляционный насос, но он необходим в старых системах, в которых устроены трубы большого диаметра.

Если вы приобрели газовый котел с встроенным циркуляционным насосом, то не придется покупать отдельный элемент для установки в отопительной системе.

Типы циркуляционных насосов

По конструкционным особенностям циркуляционные насосы делятся на механизмы «мокрого» и «сухого» типа.

Конструкционная особенность насосов сухого типа заключается в том, что ротор не находится в прямом контакте с теплоносителем, так как его рабочая поверхность и электродвигатель разделены специальными уплотнительными нержавеющими кольцами. Тонкая пленка воды, находящаяся между кольцами, при вращении герметизирует соединение за счет разницы давления во внешней среде и системе отопления. Прижимная пружина выполняет постоянное поджатие колец по мере их износа и обеспечивает их «самоподгонку». КПД циркуляционных насосов с сухого типа составляет 80 %. Однако, насосы данного типа достаточно шумные и более требовательны в обслуживании, в сравнении с насосами мокрого типа и редко используются в индивидуальном отоплении.

Циркуляционные насосы мокрого типа отличаются от «сухих» тем, что ротор вместе с крыльчаткой находятся в прямом контакте с теплоносителем, который и охлаждает прибор и одновременно выполняет роль смазки. В насосах такого типа ротор и статор разделены специальным «стаканом» выполненным из нержавеющей стали, который обеспечивает герметичность части электродвигателя, находящейся под напряжением. Все части циркуляционного насоса мокрого типа, функционируют в перекачиваемой среде.
КПД таких насосов составляет около 55%, однако, они менее шумные и неприхотливы в обслуживании. Их производительности вполне достаточно для систем небольших протяжностей, поэтому их наиболее часто используют в индивидуальном отоплении.

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Выбирая циркуляционный насос учитываются такие показатели, как его мощность, диаметр трубопровода, температура теплоносителя, уровень напора теплоносителя, производительность и пропускную способность отопительного котла.

Параметры циркуляционного насоса отображены в его маркировке. Например, маркировка 25-60 – что она обозначает? 25 – диаметр присоединительного размера в мм., в данном случае это 1 дюйм, а 60 – это давление или высота подъема. В данном случае высота подъема составляет 6 метров водяного столба или 0,6 атмосфер.
Любой циркуляционный насос имеет три ступени мощности. Каждая ступень мощности характеризуется своей производительностью, то есть объемом теплоносителя который прокачивает насос в один час.

Производительность циркуляционного насоса напрямую зависит от протяженности трубопровода (как правило при расчетах, на 10 м/п трубопровода приходится примерно 0,5 м. насосного напора). Также не следует забывать, что чем уже сечение труб в системе, тем большее сопротивление будет испытывать теплоноситель.

Расход теплоносителя рассчитывают просто приравнивая его к параметрам мощности отопительного прибора. Например, при мощности котла составляющей 25 кВт, расход теплоносителя будет составлять 25 л/мин. Радиаторам мощностью 15 к Вт необходимо 15 л/мин воды.

При протяженности трубопровода системы отопления не более 80 м., достаточно будет установки одного насоса, при более длительной протяженности трубопровода необходимо устанавливать два и более циркуляционных насоса.

Установка циркуляционного насоса – особенности монтажа

Первое что следует сделать перед установкой циркуляционного насоса – определить место монтажа. Нужно учитывать то, что циркуляционный насос нуждается в периодическом обслуживании, поэтому он должен иметь к себе свободный доступ.

Наиболее оптимальное место для его установки, перед отопительным котлом, на обратном трубопроводе. Все дело в том, что в верхней части котла со временем может накапливаться воздух и при установке насоса на подаче, будет происходить вытягивание воздуха из котла, что будет приводить к образованию вакуума и к закипанию завоздушенной части котла. Если же насос устанавливается перед котлом, то он будет вталкивать теплоноситель в него, что не будет приводить к образованию воздушных пробок. Кроме этого, такая система монтажа предусматривает работу циркуляционного насоса при более низких температурах (на обратке температура теплоносителя всегда ниже, чем на подаче), а это продлевает срок его эксплуатации.

Очень важный момент монтажа – это положение вала циркуляционного насоса. Вал в обязательном порядке должен располагаться в строго горизонтальном положении, иначе насос будет находиться в воде не полностью, и в лучшем случае будет терять до 30% производительности, а в худшем – рабочая зона из-за перегрева может выйти из строя.

На выбранном участке монтажа циркуляционного насоса рекомендуется устанавливать, так называемый, байпас (обводная линия). Байпас необходим для того, чтобы в случаях отключения электричества или выхода насоса из строя теплоноситель циркулировал через открытия краны по главному трубопроводу, и отопительная система продолжала работать уже в режиме естественной циркуляции.

Следует обязательно помнить, что диаметр трубы обводной линии (байпаса) должен быть меньше диаметра основного трубопровода.

Перед насосом обязательно необходимо установить фильтр грубой очистки, который будет защищать вращающиеся элементы механизма от мелких механических частиц. Особенно нежелательно попадание мусора на крыльчатку, которая может попросту заклинить, что приведет к сгоранию обмотки и выходу насоса из строя.

С обеих сторон насоса необходимо установить запорную арматуру (обычные шаровые краны). Перекрыв их, в случае необходимости, можно выполнить демонтаж или обслуживание циркуляционного насоса без полного слива теплоносителя из системы.

Еще более правильны будет использование вместо одного из шаровых кранов обратного клапана.

Система будет выглядеть следующим образом: перед фильтром грубой очистки устанавливается шаровый кран, за фильтром устанавливается циркуляционный насос, а за насосом вместо второго шарового крана – обратный клапан.

При использовании обратного клапана при необходимости также можно демонтировать циркуляционный насос, перекрыв всего лишь один шаровый кран – обратный клапан, установленный по стрелке, не даст вытока теплоносителя с другой стороны насоса.

Еще одна функция, которую выполняет обратный клапан, особенно при высоких стояках на подающей линии, – это предотвращение противопотока давления в системе. Что это значит? Если от котла вверх «выходит» вертикальный стояк большой протяженности, то давление будет направленно не только вверх, но и благодаря силам гравитации, будет создаваться давление, направленное вниз. Вот для того, чтобы часть давления не пошло в “обратку”, и система «остановилась» и устанавливается обратный клапан.

Виды циркуляционных насосов

На данный момент имеющиеся на рынке изделия можно разделить по принципу работы:

• — с асинхронным двигателем;
  — синхронным двигателем.

В первом случае конструкция такова, что скорость вращения ротора несколько ниже скорости статора. Отсюда происходят определенные недостатки подобных двигателей. Главными из них можно назвать высокий пусковой ток и неспособность плавного изменения скорости вращения ротора.

При этом циркуляционный насос с синхронным двигателем лишен подобных проблем и демонстрирует стабильную скорость вращения, а также высокую устойчивость к перегрузкам и высокие энергосберегающие характеристики. В таких двигателях ротор представляет собой магнит, который за счет разноименных со статором полюсов, вращается синхронно со статором. Но, тем не менее, к недостаткам синхронных двигателей можно отнести сложность начального запуска.

В независимости от типа двигателя в циркуляционных насосах может быть реализована возможность электронного регулирования частоты оборотов ротора, которая позволяет существенно уменьшить энергопотребление и, соответственно, снизить затраты. При этом если в асинхронных двигателях, в силу их конструктивных особенностей, значительно снизить потребляемую мощность не удастся, то в синхронных двигателях подобная возможность реализована в полной мере и на практике демонстрирует высокие энергосберегающие показатели.

Расчёты производительности

Чтобы насос работал эффективно, нужно верно подобрать его характеристики. Если вы не уверены в данных, лучше обратитесь к специалисту перед покупкой. Проще всего узнать производительность по следующей формуле:

• G – объём необходимого теплоносителя, л/ч
• Q – общая нагрузка на отопление, Вт. Для облегчения расчётов лучше брать соотношение 1000 Вт на 10 м².
• Δt – разность между температурой воды на выходе из котла и при возвращении к нему. При расчетах обычно принимается равной 20° C.

К примеру, нужно подобрать насос для загородного дома в 100 м². Для его обогрева потребуется 10000 Вт. В таком случае расчёт будет выглядеть так: G=0,86х10000/20=430 л/ч =0,43 м³/ч

Итого, понадобится насос с производительностью 430 л или же 0,43 м³/ч.

Схемы подключения котлов, радиаторов, обвязки в домашнем отоплении

Сделать систему отопления для дома можно самостоятельно в том случае, если имеются навыки ведения сантехнических и строительных работ. По другому сказать, — нужно уметь трубы паять, обрезать, соединять, а также закручивать гайки, знать назначение и технические характеристики применяемого оборудования, иметь представление о гидравлике и теплотехнике и еще много чего…

Тогда, воспользовавшись типовыми проверенными схемами и решениями, можно создать систему отопления для небольшого дома только лишь своими руками.

Но если навыков выполнения работ нет, то придется наблюдать за тем, как делают систему отопления специалисты. При этом крайне желательно также ознакомиться с основными правилами создания системы, схемами размещения оборудования и др., чтобы проконтролировать выполнение работ и вовремя устранить ошибки, если таковые будут допущены.

Ниже приведены отдельные нюансы создания системы отопления в частном доме, на которые стоит всегда обращать внимание в первую очередь. Начнем с подключения котла, так как в котельной зачастую допускается много ошибок.

Подключение настенного котла

Настенные котлы обычно автоматизированные, в них имеются два важных элемента системы отопления:

• группа безопасности, которая состоит обычно из воздушного клапана, манометра, аварийного клапана избыточного давления;
• циркуляционный насос, который обеспечивает движение жидкости в системе отопления;

Поэтому подключение настенного котла наиболее простое, оно должно выполняться по следующей схеме (рассматриваем направление «от котла»):

Подача:
– кран с американкой для подключения котла;
— переходной фитинг на трубы – американка.

Кран обязателен, ставится сразу перед котлом, чтобы можно было обслуживать котел без слива системы.

Обратка:
— кран с американкой для подключения котла;
— грязевой фильтр;
— кран;
— тройник с расширительным баком, вентилем отключения, вентилем слива и заливки системы.
— переходной фитинг на трубы – американка.

Грязевой фильтр является обязательным элементов любой системы отопления. Он устанавливается отстойником вниз, или, в крайнем случае, горизонтально. Грязь из системы будет скапливаться в фильтре, периодически удаляется из отстойника. При установке нужно соблюдать направленность относительно струи.

Краны возле фильтра обязательны, только закрыв оба крана можно обслуживать, очищать фильтр.

Далее рассмотрим обвязку напольного котла. Она более сложная, так как в напольном котле отсутствуют группа безопасности и насос. Поэтому они устанавливаются самостоятельно, как элементы котельной.

Группа безопасности, циркуляционный насос, расширительный бак

Для группы безопасности лучше приобрести специальный тройник и смонтировать на нем приборы, указанные выше. Важно подобрать приборы в соответствии с параметрами системы отопления, обычно максимальное давление – 4 МПа, рабочее — 1,5 – 2,0 Атм.

Насос приобретается по характеристикам системы. Для обычного небольшого дома (до 150 м кв.) в отопительную систему всегда будет достаточным циркуляционный насос с напором до 4 м (0,4 атм) (нередко для радиаторов и до 250 м кв.)

Соответственно маркировка насоса 25 – 40, где первая цифра указывает диаметр резьбы патрубков подключения, в данном случае 25 мм – 1 дюйм, но может быть и 32 мм и больше. Вторая цифра 40 является обозначением создаваемого давления – до 0,4 атм, а значит косвенно и мощности насоса.

Каждый циркуляционный насос имеет регулировку скорости вращения, не менее чем в 3 положениях, которой будет определяться объем прокачиваемой жидкости и реальная потребляемая мощность.

В первом положении регулировки циркуляционный насос 25-40 будет потреблять не более 30 Вт электроэнергии. Чаще для правильно сделанной системы отопления в утепленном доме до 150 м кв. будет достаточно тепловой энергии, которая сможет подаваться этим насосом на первой скорости.

Часто повторяемой ошибкой при создании системы отопления является установка излишне мощных насосов, невзирая на то, что они стоят в разы дороже и больше потребляют электроэнергии. Там где оптимальным является насос 25 — 40м (в большинстве небольших домов), устанавливают насосы 25 — 60, и даже 25 – 80 и мощнее.

Объем расширительного бака можно подобрать по упрощенной формуле – 1/10 от объема теплоносителя в системе. Лучше чуть-чуть больше, но не меньше. Например, если в системе 200 литров, то лучше установить 35 литровый расширительный бак но не меньше чем 20 литров.

Подключение напольного неавтоматизированного котла

Рассмотрим схему, как должен подключаться напольный котел, не оборудованный автоматикой. (По направлению от котла.)

Подача:
— американка для подключения котла;
— группа безопасности или хотя бы аварийный клапан;
— кран;
— переходной фитинг на трубы – американка.

Обратка:
— кран с американкой для подключения котла;
— циркуляционный насос;
— грязевой фильтр;
— кран;
— тройник с расширительным баком, вентилем отключения, вентилем слива и заливки системы.
— переходной фитинг на трубы – американка.

Между котлом и группой безопасности не должно быть никаких кранов. Если такой кран, установлен и закрыт, то может произойти авария.

С аварийного клапана должен быть отводной трубопровод, чтобы вода при сбросе не попала на котел и другое оборудование.

Вал ротора циркуляционного насоса должен располагаться только горизонтально Установка ротора вертикально – грубая ошибка инструкции по установке, тем не менее, допускается часто.

Насос устанавливается в трубопровод в соответствии с направлением движения жидкости.

Клемная коробка насоса должна быть сверху для удобства подключения и обслуживания. Если она оказывается снизу (при установке насоса в соответствии с направлением жидкости), то ее вместе со статором необходимо развернуть вверх, что позволяет сделать конструкция насоса, при ослаблении специальных болтов.

Расширительный бак ставится всегда со стороны всаса насоса, т.е. перед насосом по ходу движения жидкости. Это обязательное правило.

Выбор схемы отопления и подключение радиаторов

Многие специалисты считают однотрубную систему (ленинградка) неудовлетворительной по многим параметрам. В первую очередь в ней весьма сложно добиться нужного распределения тепловой мощности между радиаторами, но ей присущи и другие недостатки. Рекомендуется использовать двухтрубные системы, чаще – тупиковую или попутную. Подробней узнать о данных схемах подключения радиаторов можно и на данном ресурсе.

Радиаторы к трубам необходимо подключать по диагональной схеме:
– с одной стороны радиатора сверху подача, с другой стороны снизу обратка.

Возможно подключение коротких (менее 1 метра длиной) радиаторов по односторонней схеме:
— с одной стороны сверху подача, снизу обратка.

Все другие схемы включения радиаторов, в том числе и «низ-низ» не желательны к применению из-за большой потери полезной мощности радиаторов.

Краны и раздельная регулировка тепловой мощности радиаторов

У каждого радиатора на его подаче и обратке должны быть установлены краны. Они обеспечивают отключение радиатора без слива всей системы с сохранением ее работоспособности. С помощью отдельных кранов можно регулировать мощность радиатора.

Возможна установка следующих видов кранов в системе отопления:

• Шаровые. Не предназначены для регулировки потока, должны работать только в двух положениях – «Открыто» или «Закрыто». Устанавливаются на отводах каждого радиатора, для снятия или отключения его от системы.
• Вентильные. Плавная регулировка потока крайне затруднительна, и на практике редко выполняется. При изменении положения штока на 5 – 95%, объем проходящей жидкости меняется всего лишь на 10%, поэтому подобрать нужное гидравлическое сопротивления затруднительно, краны склонны к заиливанию, на практике, в 95% случаев не работоспособны. К установке не рекомендуются.
• Клапана нажимного действия. Предназначены для регулировки тепловой мощности радиаторов совместно с тепловыми регулятороами (тепловыми головками). Они могут устанавливаться и работать только в системах с автоматизированными котлами. С твердотопливными котлами автоматические регуляторы мощности на трубопроводах не допускаются, так как закрытие всех радиаторов или их части приводит к перегреву системы и возможной аварийной ситуации.

Выше были рассмотрены несколько значимых вопросов создания системы отопления.
Выполнение указанных рекомендаций по монтажу системы отопления, а также правильный выбор мощности оборудования и подбор диаметра труб, позволит создать принципиально правильную систему отопления для небольшого дома.

Типы циркуляционных насосов.

Циркуляционные насосы имеют два типа размещения двигателя — сухой или мокрый. В первом варианте мотор расположен в отдельном сухом корпусе и с жидкостью контактируют только лопасти крыльчатки. Во втором, ротор находится в воде. Оба варианта имеют свои особенности, на каком именно остановить свой выбор, зависит в первую очередь от размера отопительной системы.

• Сухой тип — применяется в крупных системах (крупные домохозяйства, коттеджные поселки, многоквартирные дома, промышленные постройки), так как обладает большим КПД около 80%, однако нуждается в периодическом обслуживании и имеет высокий шума.
• Мокрый тип — используется в частном строительстве, КПД 50%, низкий уровень шума и не нуждается в обслуживании в течении всего срока службы (8-10 лет).

Параметры выбора циркуляционного насоса.

В принципе, задача циркуляционного насоса как можно лучше соответствовать двум требованиям: снабжать все радиаторы достаточным количеством воды для достижения заданной температуры в помещении и, в тоже время, осуществлять работу с максимальной энергоэффективностью.

При выборе этого оборудования необходимо учитывать следующие параметры:

• Производительность, то есть объем жидкости, прокачиваемой агрегатом за час его работы
• Высота столба воды, обеспечиваемая насосом
• Максимальная температура охлаждающей жидкости
• Диаметр труб в системе отопления (чаще всего это 32 или 25 мм) и размеры корпуса блока, чтобы он соответствовал предполагаемому месту монтажа.
• Количество потребляемой энергии
• Уровень шума
• Возможность подключения ШИП контроллера.

Характеристики циркуляционного насоса

При расчете нагрузок инженеры используют специальные формулы и ПО. Однако, при выборе насоса для отопления частного дома, можно обойтись усредненными данными.

• Производительность — рассчитывается от мощности отопительного котла. Если котел 40кВт, то насос должен иметь пропускную способность около 40л/мин (2,4м3/час).
• Максимальный напор (высота подъема) — рассчитывается по формуле, где на каждые 10 метров трубы должно приходиться 0,6 метров напора. То есть, для контура отопления длиной 100м, необходим напор не меньше 100/10*0,6 = 6 метров.
• Температура — в системе с использованием газового или электрического котла, допустимы насосы с максимальной ТО жидкости 90 ОС. При использовании твердотопливных котлов допустимая температура не ниже 110 ОС.

Как правильно установить насос Wilo в систему отопления

Установка циркуляционного насоса марки Wilo в систему отопления выполняется в согласии со строгим соблюдением инструкции по эксплуатации, предоставленной заводом производителем. Во время проведения монтажных работ следует выполнять следующие правила:

Допускается исключительно вертикальная установка. Горизонтальный монтаж насоса Wilo в систему запрещен. Исключение составляют только модели, специально предназначенные для горизонтального подключения. Положение установки насоса можно узнать из инструкции по эксплуатации.

Существует несколько рекомендаций, обеспечивающих длительную эксплуатацию оборудования:

Можно оставлять насос постоянно включенным. Рекомендуется включать устройство на несколько минут, после окончания отопительного сезона.

Какой насос лучше выбрать – Wilo или DAB

Судя по отзывам и статистическим отчетам, наиболее надежными считаются индивидуальные системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, с насосами марки Wilo и Grundfos. Им несколько уступает продукция DAB.

Насос Wilo может беспрерывно работать не менее 7-9 лет. Модели, предлагаемые производителем, предназначены для бытовых и промышленных систем обогрева. Модели с двумя электродвигателями, оптимально подходят для одновременного отопления теплыми полами и радиаторами.

Стоимость продукции датского концерна DAB и немецкого Wilo, приблизительно одинакова, но по техническим параметрам, модули Вило существенно обгоняют конкурентов.