Циркуляционные насосы для автономного отопления частного дома

 Отопительная система частного дома сегодня отличается довольно высокой сложностью, состоит из нескольких составляющих, и для ее корректной работы все элементы должны быть не только высокого качества, но и быть идеально совместимы друг с другом.

В случае, когда как базовый применяется принцип нагнетания теплоснабжения, обязательным элементом системы является циркуляционный насос.

Что такое циркуляционный насос? Существует много различных насосов. А это устройство устанавливается в систему водоподачи для обеспечения ее перегона по всей системе отопления. Важнейшая функция циркуляционного насоса состоит в осуществлении непрерывной циркуляции горячего теплоносителя, что, впрочем, понятно из названия.

Существует много разновидностей циркуляционных насосов, для частного сектора наиболее подходящим специалисты считают циркуляционный насос, имеющий «мокрый» ротор – внутри такого оборудования содержится жидкость, обеспечивающая смазку и охлаждение его нагревающихся в процессе работы элементов. Насосы с «мокрым» ротором эффективны, имеют продолжительный срок эксплуатации и высокоэкономичны.

Часто возникает вопрос – а так ли уж обязательна установка циркуляционного насоса. Здесь все зависит от площади вашего дома. Для строения в 100 кв. м. и меньше можно использовать конвекцию для передачи тепла, и необходимости в установке насоса нет. А если дом большой, насос необходим для обеспечения нагнетания теплоносителя и его распределению по системе, иначе батареи на верхнем этаже могут быть гораздо холоднее, чем внизу.

Циркуляционный насос создает в трубах дополнительное давление, которое обеспечивает повышение скорости движения горячей воды. Наос помогает системе работать без сбоев. Важнейшим параметром при подборе циркуляционного котла является гидравлическое давление в отопительной сети.

Выбирая циркуляционный насос, очень важно проконсультироваться со специалистом, поскольку некорректно подобранный агрегат может приводить как к общему сбою в работе системы отопления, так и быть причиной шумов и постоянной вибрации, крайне раздражающих всех проживающих в доме. Для определения параметров насоса необходимо учесть множество факторов – климат местности, тип строения и особенности его теплоизоляции, количество постоянно живущих в доме людей и пр.

Циркуляционный насос можно использовать в качестве элемента модернизации отопительной системы. Современные насосы не занимают много места и отличаются низкой энергопотребляемостью – настолько низкой, что их можно сравнить по этому параметру с электролампой. Мощность циркуляционного насоса подбирают с учетом особенностей всей отопительной системы.   

Работа отопления с естественной циркуляцией теплоносителя связана с необходимостью преодоления жидкостью сопротивления при прохождении по системе, что снижает оборачиваемость теплоносителя и снижает эффективность обогрева. Для решения этой проблемы проводится реконструкция, в результате которой трубы большего диаметра заменяются на более узкие. Однако эффект от этих мероприятий невысокий, особенно учитывая тот факт, что установить циркуляционный насос обойдется вам в разы дешевле, чем расходы на переоснащение системы. Тем более что помпа гарантированно обеспечивает равномерное движение жидкости.

Установка циркуляционного насоса в системе отопления частного дома однозначно необходима, если:

• имеется два и более контура;

• протяженность системы свыше 50 м;

• присутствуют перепады высот;

• имеется подогрев с использованием системы водяного теплого пола;

• отапливается дом в два и более этажа;

• место установки котла расположено в подвальном помещении;

• при естественной циркуляции температура теплоносителя на подаче и обратке имеет разницу в 15-20℃;

• в одной отопительной системы температура в отопительных приборах отличается на 1-2℃.

Большинство автономных отопительных систем еще на стадии проектирования предусматривают установку циркуляционного насоса. В случае модернизации существующего отопления с переходом на принудительную циркуляцию теплоносителя показатели эффективности возрастают на 25-35% при одновременном снижении потребления энергоносителя. Это становится возможно за счет увеличения оборачиваемости теплоносителя и меньшей потребности подогрева теплоносителя при его возвращении в котел.

Установка насосов в магистрали отопительной системы необходима не для повышения давления, а для перемещения теплоносителя и преодоления гидросопротивления. Производительность прибора зависит от скорости вращения рабочего колеса, выталкивающего жидкость.

Все циркуляционные насосы относятся к устройствам In-Line типа, то есть у них напорный и выходной патрубки расположены на одной оси, а условный проход имеет одинаковую величину. В зависимости от числа оборотов они подразделяются на тихоходные (менее 1500 об/мин) и быстроходные (более 1500 об/мин). Подача — величина, прямопропорциональная скорости вращения рабочего колеса, поэтому регулируется путем изменения числа оборотов.

При выборе насоса для отопительной системы частного дома следует учитывать тот факт, что с увеличением напора пропорционально возрастает потребление энергии. У тихоходных насосов более сложная конструкция, что приводит к повышению их стоимости, которая компенсируется экономичностью. Экономия энергии будет еще более ощутимой, если использовать приборы с бесступенчатым изменением скорости вращения.

Для принудительной циркуляции жидкости в системе отопления используют насосы двух типов: с сухим и мокрым ротором.

Отличительная особенность «сухих» циркуляционных насосов заключается в том, что с жидкостью контактирует только крыльчатка, которая изолирована от ротора. Абсолютная герметичность обеспечивается за счет использования уплотнения особой конструкции. 

Такое конструктивное решение положительно отражается на показателях КПД, величина которого достигает значений 80-85%. Охлаждение двигателя осуществляется путем передачи тепла в окружающую среду через ребристую поверхность корпуса и в результате действия вентилятора. Работа насоса с сухим ротором сопровождается шумом, что требует организации котельной, изолированной от жилых помещений. Двигатель насоса требует регулярного обслуживания и пристального внимания к количеству и качеству смазки. 

«Сухие» циркуляционные насосы целесообразно использовать, если требуется подача жидкости с большим напором. Чаще всего они находят применение в системах ГВС.

Этот тип циркуляционных насосов отличается от описанного выше тем, что с теплоносителем контактирует не только крыльчатка, но и двигатель. При этом рабочая среда выполняет функцию смазки и охлаждающей жидкости. Бесшумная работа «мокрого» насоса делает его более привлекательным вариантом для организации отопления частного дома, несмотря на то что КПД у наиболее удачных моделей не превышает 60%. Кроме этого, насос обеспечивает высокую скорость движения жидкости по магистрали, что позволяет использовать трубы меньшего диаметра и снизить количество теплоносителя в системе. 

Насосы с мокрым ротором не требовательны в обслуживании и обладают большим ресурсом, чем с сухим. Тот факт, что детали насоса постоянно контактируют с жидкостью, не отражается на его долговечности. Для изготовления элементов гидравлического прибора используются материалы, обладающие высокой коррозионной устойчивостью и способностью противостоять агрессивным средам. На долговечность насоса также оказывает положительное влияние постоянное охлаждение. 

«Мокрые» циркуляционные насосы — оптимальный вариант для системы отопления таких небольших объектов, как частные дома и коттеджи.

Выбор циркуляционного насоса для отопительной системы требует взвешенного подхода и анализа технических характеристик моделей, представленных на рынке. Для того чтобы оценить возможности прибора, следует обратить внимание на следующие параметры;

• Пропускная способность. Определяет способность насоса прокачивать определенный объем жидкости в единицу времени. Величина, прямо пропорциональная скорости потока, находится в зависимости от диаметра труб, по которым перемещается теплоноситель. Высокопроизводительные насосы способны перекачивать до 15 м³/ч.

• Напор. Давление жидкости — линейная величиной. Представляет собой высоту, на которую насос способен поднять жидкость по вертикальному трубопроводу. Максимальное значение напора циркуляционного насоса «мокрого» типа составляет около 17 м. Существуют и более мощные аппараты, но они  имеют внушительные габариты и высокую стоимость. 

• Диапазон рабочих температур. Насосы, работающие в отопительных системах, рассчитаны на эксплуатацию при максимально возможных значениях температуры теплоносителя. С учетом запаса эта величина составляет 110℃, а для некоторых моделей — до 130℃.

• Уровень шума. Этот параметр должен быть минимальным, чтобы не создавать дискомфорт жильцам дома. Насосы с мокрым ротором работают с допустимым уровнем шума, значение которого не превышает 35-40 Дб.

• Способ соединения с магистралью. В отопительных системах частных домов используются трубы, сечение которых не превышает 1,5″, поэтому все элементы соединяются друг с другом посредством резьбовых соединений. Входной и выходной патрубки насоса имеют наружную резьбу, что позволяет интегрировать прибор в линию трубопровода с помощью соединительных муфт.

• Монтажная длина. Этот параметр имеет ключевое значение при установке насоса в линию трубопровода. При этом учитывается длина входного и выходного патрубков.

• Класс защиты. Защита насосов, работающих в отопительных системах частных домов, согласно требованиям международных стандартов, должна соответствовать классу IP44. То есть прибор имеет конструкцию, которая не допускает проникновения внутрь шлама, а также обеспечивает защиту электрической части от капель и брызг рабочей среды.

Для того чтобы отопительная система, в которой установлен циркуляционный насос, работала эффективно и бесперебойно, следует придерживаться следующих рекомендаций:

• Обязательно должна быть предусмотрена установка расширительного бачка, который соединяется с обраткой.

• Избежать завоздушивания насоса поможет установка аппарата строго в горизонтальной плоскости, что к тому же обеспечивает нормальные условия охлаждения и смазки.

• Установка перед насосом фильтра грубой очистки поможет предохранить устройство от проникновения абразивных частиц, которые образуются в результате эксплуатации системы отопления. На корпусе фильтра указано направление движения теплоносителя, которое необходимо соблюдать при монтаже.

Отопление с принудительной циркуляцией теплоносителя — энергонезависимая система. Для обеспечения ее работоспособности при отключении подачи электроэнергии требуется максимально снизить гидравлическое сопротивление на всех участках трубопровода, которое увеличивается в зависимости от числа поворотов и при наличии перепадов высот. На величину гидравлического сопротивления также оказывает влияние диаметр труб и присутствующая в системе запорная арматура.

При установке циркуляционного насоса необходимо учитывать все указанные выше факторы и соблюдать следующие требования:

• Основной контур не должен быть разомкнутым. Врезка прибора осуществляется параллельно ему. Минимальный диаметр труб составляет 32 мм, а величина сечения патрубков для соединения с насосом равна ¼ от этого значения.

• Запорная арматура устанавливается перед насосом. Это позволяет при необходимости выполнить его демонтаж без удаления теплоносителя из системы.

• Между точками врезки патрубков, идущих от насоса, устанавливается шаровый кран. С помощью запорной арматуры исключается движение теплоносителя по малому кругу во время принудительной подачи жидкости. 

• Шаровый кран может быть заменен на обратный клапан, который будет в автоматическом режиме переключать направление потока теплоносителя с принудительной на естественную циркуляцию в период отсутствия подачи электроэнергии и обратно в момент включения насоса.

Для эффективной работы автономной системы отопления частного дома достаточно подобрать подходящий по параметрам и установить единственный циркуляционный насос. Однако бывают случаи, когда без монтажа дополнительного гидравлического оборудования не обойтись:

• В систему отопления включено более одного котла.

• Схема обвязки предусматривает установку буферной емкости.

• Отопительная система включает несколько контуров, и протяженность трубопровода превышает 80 м. 

• Монтаж системы подогрева водяного теплого пола. 

Выбор циркуляционного насоса — ответственная задача, от правильного решения которой зависит комфорт в доме и величина затрат на отопление. Перед приобретением гидравлического прибора обязательно выполняются расчеты, которые позволяют получить данные, необходимые для подбора оборудования. Не все домовладельцы обладают достаточными техническими знаниями, поэтому у них могут возникнуть определенные проблемы на этом этапе создания отопительной системы. Однако задача вполне по силам специалистам, работающим в точках продаж комплектующих. Профессионалы не только выполнят гидравлические расчеты и подберут оборудование, но и помогут его установить и будут обслуживать его в период эксплуатации.