Подбор и расчет циркуляционного насоса для системы отопления

Традиционная гравитационная система отопления, в которой теплоноситель движется естественным образом, обладает рядом существенных недостатков.

Для чего нужен в системе отопления циркуляционный насос

Основное назначение насоса – обеспечить равномерное и постоянное движение тепла по кругу замкнутой отопительной системы от котла по всему периметру строения. В некоторых системах циркуляционные насосы не нужны. Обычно если контур дома несложный, то тепло по трубам будет распределяться само, без дополнительного нагнетания. Нагретая вода движется вверх, холодная вниз, согласно законам физики. При этом сам контур собирают под небольшим углом. Нарушили угол – получите систему, которая отапливать дом не будет.

Установка специализированного котла решает это проблему на корню. Нет необходимости следить за углом наклона подачи воды и её циркуляцией. Насос решит проблему. Кипяток поступит во все радиаторы, в независимости от того, на каком расстоянии они находятся от отопительного котла, при этом температура будет равномерной даже в отдалённых секциях дома.

Для чего нужен в системе отопления циркуляционный насос

Система отопления с циркуляционным насосом

Минус – необходимость подключать насос к электросети, а значит, установка прибора потребует дополнительных расходов на электричество. Кроме того, при отключении света насос работать не будет.

Конструктивные особенности насоса для отопления

Деталировка водяного насоса для отопления

Конструктивные особенности насоса для отопления

Данная модель является более современной, потому что в ней все процессы контролируются и управляются электронной платой. Но есть модели проще, в которых плату заменяют конденсатором, а настройку скоростей производят вручную, для чего используется тумблер, расположенный на крышке блока управления.

Принцип работы водяных насосов для отопления частного дома, как и сама конструкция, достаточно прост. Все дело во вращении крыльчатки, которая создает центробежную силу, которая отбрасывает воду на периферию своего колеса, где и создается большое давление жидкости. Это давление и прогоняет теплоноситель по трубам и другим элементам системы отопления. В центре же крыльчатки, наоборот, создается разряжение, то есть, снижение давления. Поэтому горячая вода как бы сама втягивается в этот участок, то есть, происходит засасывание жидкости.

Конструктивные особенности насоса для отопления

Принцип работы отопительного насоса

Особенности варианта отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя относятся к открытому типу. Они включают в себя нагревательный котел, трубопроводную сеть, батареи и расширительную емкость, напрямую сообщающуюся с окружающей средой. Перемещение теплоносителя, в качестве которого используется вода, осуществляется за счет законов термодинамики и под воздействием сил гравитации.

Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Плотность горячей воды в котле уменьшается, и она поднимается по стояку вверх. Далее под воздействием сил гравитации она самотеком поступает в батареи, отдает в обогреваемые помещения тепло и возвращается снова в котел. При снижении температуры жидкости плотность повышается, и в результате холодная вода выталкивает нагретую в котле наверх, цикл завершается. Для обеспечения движения теплоносителя самотеком горизонтальные отрезки сети выполняют с наклоном не менее одного сантиметра на погонный метр длины трубопровода.

Особенности варианта отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Попавшие внутрь пузырьки воздуха движутся вместе с водой и выходят наружу в расширительной емкости, контактирующей с атмосферой. Функцией расширительного бака является обеспечение стабильного давления в системе. Излишки расширившейся при нагревании воды попадают в компенсационную емкость, при остывании она сливается обратно, в результате внутреннее давление не изменяется.

Читайте также:  Выбор и установка теплого плинтуса водяного своими руками

Характеризуется подобное отопительное оборудование низким циркуляционным давлением и высокой инертностью, обусловленной значительным объемом теплоносителя, требуемого для работы системы.

Зачем устанавливать насос в отопительную сеть?

Принудительная циркуляция более эффективна, чем естественная.

Основная задача циркуляционного насоса – преодолевать гидравлическое сопротивление труб и радиаторов.

Установка данного прибора в отопительную систему даёт следующие преимущества:

Зачем устанавливать насос в отопительную сеть?
  • Скорость прогрева помещения резко возрастает (трубы прогреваются уже через 5-10 минут после включения котла).
  • Способность «протолкнуть» по трубам большой объём жидкости. Это особенно важно в отоплении большой протяжённости, например, в коттеджах.
  • Более равномерный прогрев – жидкость не успевает остыть, пока достигнет отдалённых от котла участков дома.
  • Большая скорость движения теплоносителя препятствует образованию воздушных пробок.
  • По той же причине в трубах не успевают оседать различные отложения, срок их эксплуатации возрастает.
  • Отопление становится более устойчивым к перемерзанию – вода не успевает кристаллизоваться и продолжает нормально функционировать даже при небольшом минусе.
  • Экономическая выгода, поскольку энергопотери снижаются, уменьшается и расход топлива.

Насосы рекомендованы для установки на последних этажах городских домов, где из-за плохой циркуляции в системе, в квартирах бывает холодно.

Конечно, циркуляционный насос – энергозависимый агрегат. Но если говорить о расходах на его работу – они минимальны в сравнении с тем, насколько возрастает продуктивность отопления. Мощность приборов обычно 100 Вт и меньше.

Классификация циркуляционных насосов

Насосы циркуляционные от различных производителей друг от друга существенно не отличаются. Все они классифицируются по типу ротора. Различают:

  • насосы с «мокрым» ротором
  • насосы с «сухим» ротором.

Устройства первого типа отличаются тем, что ротор находится в жидкости, а его камера отделена от статора стальной нержавеющей гильзой. К преимуществам такого насоса относятся: его компактность и бесшумность, отсутствие необходимости в смазывании (теплоноситель играет роль смазки, а также и охлаждающей среды). Однако такие устройства характеризуются более низким КПД по отношению к «сухим» насосам.

У насосов «сухого типа отсутствует непосредственный контакт ротора с теплоносителем системы. Гидроизоляция обеспечивается уплотнительными кольцами из «нержавейки», угольного агломерата или керамики. Высокий класс «подгонки» колец друг к другу и их вращение приводит к тому, что между ними образуется тоненькая пленка воды, обеспечивающая герметизацию электрической части насоса. Прижимная пружина постоянно поджимает кольца по мере их износа, обеспечивая их «самоподгонку».

И перед тем, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, следует запомнить, что «прописка» такого насоса желательна в отдельном помещении. Отличительной особенностью устройств «сухого типа» является достаточно громкий звук функционирования.

Маркировка и технические характеристики циркуляционных насосов

Приобретаемый для системы отопления насос должен соответствовать своему назначению. При выборе ориентируются на основные технические характеристики.

Читайте также:  Отопление (обогрев) теплицы своими руками: 8 лучших проектов

Максимальный напор

Он показывает, на какую высоту способна подниматься перекачиваемая жидкость. Этот показатель должен соответствовать этажности здания. При установке насосной станции на некотором удалении от коттеджа следует предусмотреть некоторый запас, требующийся на преодоление гидравлического сопротивления трубопроводов. Для большинства загородных домов подходят модели с напором от 4 до 8 метров.

Расход

Он указывает на максимальный объем перекачиваемой жидкости в единицу времени. Его исчисляют в м3/час или л/мин. Данный показатель учитывается при выполнении гидравлических и теплофикационных расчетов проектируемой системы.

Диаметр патрубков

Он напрямую связан с размером подходящих к насосу трубопроводов. Самые ходовые трубы в малоэтажных зданиях 25 и 32 мм.

Монтажная длина

От нее зависит выбор места для установки агрегата.

Для удобства пользователей большинство известных производителей включают основные характеристики в маркировку своих изделий.

Типичное наименование товара состоит из:

  • буквенного обозначения типа насоса и варианта его материального исполнения;
  • цифрового обозначения основных технических характеристик.

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

Зачастую случается так, что котел приобретен заранее, а остальные элементы системы подбирают позже, ориентируясь на показатели мощности отопительного прибора, заявленные производителем. Нередко циркуляционный насос покупают для модернизации систем отопления с естественной циркуляцией, чтобы обеспечить возможность ускорения движения теплоносителя.

Если известна мощность котла, используют формулу: Q=N/(t2-t1)

Q – расход насоса в ч;

N – мощность котла в Вт;

t2 – температура воды в градусах Цельсия на выходе из котла (входе в систему);

t1 – на обратке.

Нюансы использования циркуляционных насосов

Современный циркуляционный и рециркуляционный насос для отопления для небольших домов производят довольно малых габаритов, по сравнению в предыдущими, но при этом, они достаточно эффективны и хорошо перегоняют теплоноситель по разветвлённым и длинным трубам, в которые, к тому же, врезаны радиаторы отопления, котёл, бойлер и иные сантехнические приборы.

Что важно, это небольшое потребление электроэнергии, хотя можно подумать, что наоборот — насос для хорошей работы должен потреблять много энергии.

Но это не так. Дело в том, что основная часть приборов потребляет электричество не больше, чем обычная лампочка, и это факт. Кроме того, есть такие приборы, которые очень экономично используют электроэнергию, мощность потребления может составить всего 6-8 Ватт.

При использовании системы «тёплый пол» появилась возможность установить специальные циркуляционные насосы, созданные именно для данного вида отопления. Они отличаются мощностью, которая больше, чем у обычных, так как у системы «тёплый пол» больше отводов, в которых теряется напор воды или давление. Тем более, что здесь создаётся небольшой температурный перепад.

Нужно учитывать тот факт, что во всех помещениях, где установлена система «тёплый пол», нужно устанавливать насос. Это достаточно затратно.

В данное время, самыми эффективными являются системы отопления с насосной циркуляцией. У них и высокое качество теплоотдачи, а самое главное, хороший КПД, что позволяет одинаково качественно отапливать все помещения в здании. А также они достаточно экономичны, как показывают отзывы, а это тоже немаловажно для многих, особенно для тех, кто живёт в частных домах.

Читайте также:  Как добавить радиаторы отопления в частном доме

Варианты электрического подключения

Электронасос для отопления имеет единственный минус: при аварийном отключении электроснабжения прекратится циркуляция, поэтому надо проектировать систему с расчетом на дополнительное применение естественного потока теплоносителя.

Коробка насоса оснащена тремя контактами, маркированными как фаза, заземление, ноль, которые кабелем с вилкой подводятся к розетке, либо линия кабеля от счетчика проходит напрямую к прибору.  Ручное запускание прибора повышает расход энергии, износ механизма и деталей, поэтому лучше сделать подключение к электричеству автоматическое — через термостат.

Плюсом использования термостата является регулирование времени включения: насос системы отопления  Wilo начинает работать только при нагретой воде, не допускает прогон холодной вхолостую.

Принцип действия: термостат прикрепляется на трубе, замеряет температуру теплопровода, запускает механизм агрегата.

Если купить специальный для труб прибор не удалось, подключить циркуляционный насос к электричеству можно с помощью комнатного бытового термостата, у которого крепится на трубу выносной датчик измерения температуры.

При отсутствии электричества используют резервный источник ИБП, обеспечивающий бесперебойное питание для насоса отопления: аккумуляторы автомобильные, либо комплект аккумуляторных батарей в компактном шкафу.

Соединение идет по схеме: к ИБП подключают домашнюю линию электричества, затем ведут к насосу и котлу. Условия подключения:

  • нельзя допускать соприкосновения кабеля силового с горячими деталями прибора — двигателем, корпусом, трубой;
  • надо избегать увлажнения коробки с клеммами;
  • если коробка сбоку, подключение допускается снизу;
  • кабель нужно применять термостойкий;
  • обязательно провести заземление.

Если на трубе оборудовать термостат, потери энергии при работе насоса уменьшатся.

Производительность оборудования

Чтобы ее рассчитать, применяют несложную формулу: G = Q / (1,16 х ΔT), где Q – найденная ранее тепловая потребность; ΔT – разница двух температур: на подаче и обратке. Для обычной двухтрубной системы это 20 град.С, а для теплого пола – 5 град.С.

Для дома площадью 100 кв.м расчет будет следующим:

Q = 173 х 100 = 17300 кВт.

G = 17300 / 1,16 х 20 = 745,689 = 746 куб.м/ч.

Евгений Филимонов Задать вопрос Расчет циркуляционного насоса для системы отопления включает вычисление напора, необходимого для преодоления сопротивления магистрали. Найти его значение можно различными способами, зависящими от того, производится ли установка новой системы или насос будет встроен в уже существующую.

Для новой эта величина рассчитывается по определенным формулам с применением значений, указанных для фитингов, труб и т.п.

Для уже смонтированной системы точное значение этого параметра найти тяжело, оно рассчитывается приблизительно:

  • на прохождение 1 м трубопровода отопления нужно 0,01-0,015 м напора;
  • теплопотери в фитингах – составляют приблизительно 30% от предыдущего параметра;
  • обратный, а также трехходовой клапан препятствуют нормальной циркуляции теплоносителя, поэтому оцениваются в 20%;
  • терморегулирующие клапаны, установленные для регулирования температуры в помещении.

Значение рассчитывается так: H = R х L х ZF, где:

R – это сопротивление прямых участков (лучше учесть максимальное значение 0,015 м);

L – длина труб, образующих систему отопления (двухтрубная — ещё учитывается обратка);

ZF – это коэффициент: если установлены обычные шаровые вентили и фитинги, он составит 1,3 (указанные 30% потерь), а если терморегулирующий клапан либо дроссель, разрывающие схему – 1,7.