0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство насоса системы отопления

Эффективный способ автоматизации обогрева: принцип действия и устройство циркуляционного насоса для отопления

Решить проблему замедленного прогрева и уменьшить сечение магистралей просто — достаточно поставить циркуляционный насос.

Это такое устройство, поддерживающее постоянное упорядоченное перемещение теплоносителя внутри труб и компенсирующее сопротивление потоку самой системы.

В результате котёл работает с меньшей нагрузкой, скорость прогрева увеличивается, магистрали становятся более компактными и незаметными. И эффективно обогреть уже можно больший объем. Плюс КПД вырастает минимум на треть.

Конструкция циркуляционных насосов в доме: как они устроены?

Конструкция циркуляционного насоса ничего сложного не представляет. Автомобильная помпа или дренажная система работают по тому же принципу.

Есть электродвигатель, использующийся в качестве привода, и турбина.

Точнее, центробежное крыльчатое колесо. Крыльчатка заключена в корпус-улитку от которого отходят два патрубка.

У одного из патрубков во время работы создаётся разрежение, у другого — компрессия.

Справка! Помимо этого, у каждого устройства есть ещё электрическая часть, отвечающая за коммутацию и изменение режимов работы.

Два основных вида устройства для системы отопления

Циркуляционные насосы различают по условиям работы. Если ротор соприкасается с рабочей средой, то он называется мокрым. Если ротор изолирован от перекачиваемой жидкости, то он называется сухим.

Принцип работы сухого ротора

Ротор устроен без активного возбуждения (постоянный магнит) и соприкасается с перекачиваемой жидкостью — так называемый мокрый. Находится в отдельном стакане, изолированном от электрического статора.

Внимание! Роль смазки и охлаждения играет транспортируемая среда.

  • простота устройства;
  • сравнительно низкая цена;
  • долгий срок службы;
  • бесшумность работы;
  • компактность.

Фото 1. Циркуляционный насос с сухим ротором Wilo Crono Bloc-BL 50/220-3/4 с высоким уровнем КПД.

  • низкий КПД;
  • необходимость точного соблюдения правил монтажа — ротор располагается строго горизонтально;
  • чувствительность к чистоте — абразивные примеси в теплоносители резко сокращают срок службы;
  • повышенная шумность;
  • необходимость регулярного техобслуживания и меньший срок службы.

В каком режиме работает мокрый ротор?

Чаще в частном доме устанавливают циркуляционные насосы с мокрым ротором. При этом их низкая эффективность не играет особой роли, поскольку итоговая затрачиваемая мощность невелика. Куда важнее бесшумный режим, долговечность, нетребовательность к ТО и компактность.

Фото 2. Циркуляционный насос с мокрым ротором Making Oasis Everywhere CN-22/2, компактный и долговечный.

Особенности подключения

При подключении прибора желательно учитывать ряд рекомендаций. Соблюдение несложных правил увеличит срок службы системы, она должна работать более эффективно.

Лучше, когда поток, создаваемый насосом, ориентирован горизонтально. При вертикальной направленности эффективность падает на 30%.

Как уже говорилось, ротор мотора располагается горизонтально.

В противном случае возможен перегрев и преждевременный выход из строя. Соблюдение этого условия обязательно!

Устройство лучше ставить на обратной магистрали — для снижения тепловой напряжённости.

Кроме того, перед ним стоит установить грязевой фильтр — ротор чувствителен к наличию примесей окалины, песка, накипи.

Важно! При монтаже предусматривают обводную магистраль — байпас с обязательным перекрывающим шаровым краном или автоматическим клапаном. Это позволит менять оборудование, не нарушая работы системы.

На входе и выходе устройства также ставят отсекающие шаровые краны на случай ремонта или профилактики. Их можно заменить на один кран или автоматический шаровой клапан.

Питающую магистраль лучше подключать до насоса — его место между нею и котлом.

Полезное видео

Видеообзор популярных циркуляционных насосов, их характеристика, и принцип работы.

Какая должна быть эффективность?

Расход электроэнергии таким устройством невелик, но за год накапливается солидный дебет. Поэтому большинство моделей оборудованы трехступенчатым регулятором, позволяющим оптимально настроить работу системы отопления.

Кроме того, в современных конструкциях предусмотрена электронная регулировка мощности, меняющая скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры теплоносителя. Это делает работу отопления более эффективной.

Характеристики водяного насоса для отопления

Самой эффективной системой для обогрева дома считается водяное отопление. Значительную роль в его качественном функционировании играет водяной насос для отопления.

Если планируется отопить современные дома или сооружения квадратурой более 100 м2, то без насоса обойтись будет просто невозможно, так как мощности от обогрева здания системой с естественным циклом будет недостаточно. Чтобы исправить ситуацию, можно соорудить конструкцию обогрева с трубами гораздо большего диаметра или же ввести в уже имеющуюся схему водяной насос с циркуляционными функциями.

Это значительно повысит коэффициент полезного действия всей отопительной системы, а также даст возможность наслаждаться комфортным микроклиматом внутри помещения.

Принцип работы

Преимущество такого типа обогрева помещений заключается в том, что все комнаты в доме отапливаются гораздо быстрее, эффективнее и равномернее, чем при работе системы с естественной циркуляцией.

Являясь одним из самых важных компонентов отопительной схемы и системы подачи горячей воды, насос служит для обеспечения циркуляции жидкости, нагретой с помощью котла и идущей по трубам к радиаторам, чтобы отдать тепло, а затем снова возвратиться к котлу.

Как устроен водяной насос

Схема агрегата состоит из следующих комплектующих:

  1. Крыльчатка (колесо с лопастями, расположенное на роторном вале).
  2. Ротор (керамический или стальной), который вращается за счет работы электрического двигателя.
  3. Корпус, изготовленный из сплавов, исключающих коррозию: бронза, латунь, сталь, алюминий или чугун.
  4. Патрубки (входной и выходной).

Всасывание воды происходит благодаря снижению давления на входном патрубке. Крыльчатка вращается и вырабатывает центробежную силу. Это способствует компрессии, возникающей на патрубке, в результате чего тепло начинает нагнетаться в систему отопления, конкретнее – в трубопровод.

Маркировка

Идущие вслед за названием насоса цифры означают присоединительные размеры (в см или дюймах) и возможную высоту подъема агрегата (в метрах водяного столба). Это может выглядеть, например, как «32-60».

Читать еще:  Фото систем отопления

Классификация насосов, применяемых для отопления

Водяные насосы подразделяются на 2 основных вида:

  • с сухим ротором;
  • с мокрым ротором.

Перед тем как определиться с типом техники, необходимо также учесть следующие моменты:

  • вязкость и плотность теплоносителя (воды или антифриза);
  • условия эксплуатации агрегата;
  • уровень производительности насоса.

Кроме того, не стоит игнорировать качественные особенности перекачиваемой жидкости и требования к монтажу, указанные в инструкции производителя устройства.

Окончательное решение о типе такого оборудования принимается только после изучения всех его негативных и позитивных сторон.

Особенности сухих насосов

«Сухие» насосы применяются в отопительных системах длительной протяженности и характеризуются отсутствием контакта носителя тепла с ротором. Главным преимуществом использования таких агрегатов принято считать высокий КПД (порядка 80%).

Но хватает и недостатков: это необходимость отдельного звукоизолированного помещения, где будет работать устройство, по причине высокого уровня шума, а также важность контроля пылевых и взвешенных частиц в воздухе и носителях тепла.

При выборе насоса сухого типа следует учесть, что они бывают 3 видов:

  • блочные;
  • консольные (отличаются горизонтальным положением двигателя);
  • вертикальные (патрубки расположены в одной оси, а двигатель – вертикально).

Особенности мокрых насосов

«Мокрые» насосы зачастую применяют в стандартных частных домах, где протяженность трубопровода не очень большая. Движение теплоносителя ускоряется за счет вращения ротора, оснащенного крыльчаткой. Механизм охлаждается и смазывается благодаря жидкости, внутри которой происходит вращение ротора.

Важным условием нормального функционирования насоса такого типа является монтаж с учетом горизонтального положения вала. Именно этот момент обеспечивает постоянное наличие водяной смазки, поступающей к подшипникам.

У мокрых насосов много плюсов:

  • экономичность энергопотребления;
  • бесшумность;
  • компактные габариты и небольшой вес;
  • долговечность и надежность;
  • простота монтажа и ремонтных работ;
  • полное отсутствие необходимости в сервисном техническом обслуживании.

Мокрые насосы имеют модульную схему строения, что считается чрезвычайно удобным при их выходе из строя: испорченный модуль быстро заменяют на новый, и проблема считается решенной.

Минусов у такой техники практически нет. Существенный недостаток – невысокий КПД (всего порядка 50%).

Это обусловлено невозможностью загерметизировать ротор, имеющий большой диаметр. Потому такое оборудование эксплуатируют исключительно в бытовых системах с небольшой протяженностью труб.

Советы по подбору водяного насоса

Водяной насос для отопления необходимо выбирать с учетом конструктивных и технологических особенностей дома или сооружения.

Для этого рекомендуется просчитать количество тепла, необходимое в каждом конкретном помещении здания. Подобные расчеты производят теплотехники, берущие во внимание массу важных факторов:

  • качество утепления крыши, полов;
  • особенности вентиляционной схемы;
  • характеристики окон;
  • материал, из которого выполнены стены;
  • климатические особенности региона.

В результате будет получено значение теплоносителя, измеряемое в м3/час.

Также нельзя оставлять без внимания такой параметр, как уровень напора, определяющий сумму сопротивления гидравлики всей отопительной системы. Этот показатель должен варьироваться в пределах от 2 до 4 м. рт. столба.

Параметр производительности насоса определяется тем, как разность температуры жидкости, циркулирующей в обратном и подающем трубопроводах, влияет на мощность источника тепла.

Целесообразно сложить сопротивление всех составляющих системы: отдельных конкретных элементов (арматуры, колен, фитингов) и участков трубопровода. Данные напора и производительности позволяют выбрать максимально эффективный агрегат.

Следует быть особо внимательными, если оборудование решено внедрить в уже существующую схему обогрева дома. Тогда целесообразно приобрести те циркуляционные насосы, которые кроме бесшумности и экономической выгоды обладают возможностью автоматической регулировки в случае изменений условий работы отопительной системы.

Монтаж водяного отопительного насоса своими руками

При установке насоса следует учитывать рекомендации специалистов:

  1. Лучше заниматься монтажом насоса на этапе обустройства всей системы отопления. Если решено встроить агрегат в старую схему обогрева, необходимо слить оттуда весь теплоноситель.
  2. Агрегат надо устанавливать в точке, где носитель тепла имеет минимальную температуру – перед котлом на обратной магистрали. Это правило применимо для теплосистем, рассчитанных на обогрев зданий с большой квадратурой. Если дом имеет квадратуру до 200 м2, то насос можно устанавливать везде.
  3. Рабочее колесо имеет ось, которая после монтажа должна находиться в идеально горизонтальном положении. При несоблюдении этого условия техника может работать с избыточным шумом или перестать функционировать вообще.
  4. Перед насосом устанавливают грязевик, фильтрующий частички ржавчины и мусора, которые могут попасть в агрегат.
  5. Следует проследить за правильностью установки патрубков и не спутать их.
  6. Сопрягающиеся детали стыкуют с помощью прокладки, а соединения с резьбой герметизируют лентой или паклей.
  7. После того как оборудование установлено, а система заполнена, следует открыть находящийся вверху винт для удаления воздуха.

Устройство готово к запуску!

Такие агрегаты работают от стандартной электросети и при корректной эксплуатации эффективно служат много лет.

Насосы систем отопления: виды и способы монтажа циркуляционных насосов отопления

Вступление

Насосы отопления, усиливают циркуляцию теплоносителя и обеспечивают равномерный нагрев системы отопления. Если установить такой насос, то необходимость установки прибора под наклоном, что делается для улучшения циркуляции, просто напросто отпадает. Если дом в несколько этажей, то установив в нём такой насос можно значительно улучшить производительность системы отопления.

Насосы систем отопления — виды

Насосы, которые применяются, для отопительной системы бывают двух видов.

  • Насосы с сухим ротором;
  • Насосы с мокрым ротором.

В нашей статье мы рассмотри эти два вида более подробно, сделав обзор по элементам конструкции.

Насосы систем отопления с сухим ротором

Конструкция рассматриваемого агрегата устроена так, что перекачиваемая вода не имеет прямого контакта с двигателем. Именно поэтому считается, что он более безопасен. В конструкции насосной части имеются два кольца, которые совершают между собой вращательные движения. Насосная часть, в свою очередь отделяется от двигателя установленным уплотнением. При помощи перекачиваемой жидкости происходит смазывание механизмов насоса, тем самым предотвращая его износ. Кольца между собой плотно скреплены пружиной. Это позволяет регулировать прижимное усилие, если произошло истирание. Всё это способствует увеличению срока службы насоса, а также делает его более надёжным.

Читать еще:  Характеристики газовых котлов отопления

Чаще всего такой вид насоса, с сухим ротором, используют на промышленных предприятия, с большой объём воды.

Насос для дома

Для дома оптимальным вариантом, будет установка прибора прямоточного вида. Он соединён с трубопроводом и является его частью. Сама труба устанавливается непосредственно на фундамент. Если по каким либо причинам нет возможности установки трубы на фундамент, то насос следует монтировать на жёстком основании.

Повторюсь, насосы с сухим ротором используются в основном на производстве. Питание у них трехфазное, объем воды должен быть большой.

Для системы отопления коттеджа или загородного дома, оптимальным вариантом будет установка насоса систем отопления с мокрым ротором.

Насос отопления с мокрым ротором

В корпусе такого отопительного прибора располагается ротор, на котором зафиксирована крыльчатка. За счёт перемещения жидкости в системе отопления она выполняет вращательные движения. Через гильзу насоса постоянно циркулирует вода, охлаждая и смазывая тем самым все подшипники. Чтобы циркуляция жидкости была наиболее оптимальной прибор необходимо зафиксировать на горизонтальной поверхности трубопровода.

Коэффициент полезного действия отопительных насосов такого типа не превышает 50%. Если сравнивать с насосом с сухим ротором, то этот показатель меньше на 30%. Зато такие насосы имеют ряд преимуществ.

  • При работе он издаёт мало шума;
  • Цена на него невысокая;
  • У него маленький вес;
  • Он легко и просто устанавливается.

Такой прибор прослужит долгую службу, не требуя частого технического обслуживания.

Монтировать насос с мокрым ротором можно на любом из участков отопительной системы. Установку можно осуществить двумя способами.

Первый способ позволяет установку в самом трубопроводе,

второй способ установка в запасной линии.

Второй способ установки более распространён, т. к при аварийном отключении электричества все элементы системы отоплении продолжат свою работу.

Способ монтажа отопительного насоса

Подающая труба, которая находится вблизи выхода из котла отопления, является самым оптимальным вариантом для установки насоса. На трубопроводе, подающем теплоноситель, ставится запорный вентиль. Вентиль направляет теплоноситель по запасной трубе, где установлен циркуляционный насос.

В случае аварийного отключения электроэнергии или поломки насоса, вентиль открывается, и теплоноситель пускается по основной трубе теплопровода. Работа системы отопления не будет прервана, а будет осуществляться путём естественной циркуляции.

Если же, насос установить напрямую в подающий трубопровод, то в случае прекращения подачи электроэнергии, неработающий насос перекроет движение теплоносителя и система отопления перестанет работать.

ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

Работа водяного отопления основана на движении горячего теплоносителя от источника нагрева (котла) к радиаторам.

Остывшая вода возвращается для повышения температуры по обратному трубопроводу. Для увеличения скорости движения жидкости монтируют циркуляционный насос. Также он может выполнять некоторые дополнительные функции.

Рассматриваемое устройство предназначено для создания циркуляционного потока в отоплении. Насос устанавливается в системах закрытого принудительного типа, в гравитационных используется редко. Исключение – площадь отапливаемого дома свыше 100 м 2 .

В этом случае естественная циркуляция не может обеспечить требуемую скорость горячей воды – происходит неравномерное распределение тепла. Поэтому радиаторы, расположенные дальше от котла, получают меньше энергии.

Во многих случаях насос является непременным компонентом обвязки газового отопительного котла.

Крыльчатка насоса создает напор, который преодолевает гидравлическое сопротивление элементов системы. В результате происходит увеличение скорости движения воды.

Кроме основного назначения циркуляционный насос выполняет также следующие функции:

  • оптимизирует расход энергоносителя, вода не успевает до конца остыть при вторичном попадании в теплообменник, следовательно на ее нагрев тратиться меньше энергии;
  • минимизирует разницу давления межу горячей и остывшей жидкостью;
  • предотвращает изменение направления движения горячей воды.

Его установка обязательна для систем лучевого отопления и водяного теплого пола. Насосы стабилизируют давление на отдельных участках сети, предотвращая неравномерное распределение тепловой энергии.

Виды, конструкция и особенности работы.

Помпа состоит из литого корпуса, внутри которого расположен ротор из керамики или пластика, крыльчатка, статор и управляющий блок для подключения электропитания. Всасывающий патрубок сделан в форме улитки, нагнетающий находится с обратной стороны.

Во время работы возникает тепловая нагрузка на ротор, поэтому требуется его охлаждение. В зависимости от способа отвода тепла различают два типа насосов – с мокрым или сухим ротором.

В этих моделях ротор не соприкасается с теплоносителем. Компоненты электродвигателя изолированы от камеры с водой. Установлена уплотнительная система из нескольких стальных колец. Для уменьшения трения между ними всегда присутствует тонкая пленка смазывающей жидкости.

По расположению компонентов помпы разделяются на три типа – консольные, вертикальные и блочные. Вертикально установленный двигатель повышает производительность, но могут возникнуть сложности с его монтажом.

Особенности такого конструктивного исполнения:

  • продолжительный эксплуатационный срок;
  • КПД – до 80%;
  • при отсутствии энергоносителя не выходят из строя;
  • монтаж возможен в любом положении.

Недостаток – высокий уровень шума. Модели монтируются на распределительных станциях централизованного отопления, в автономных системах теплоснабжения промышленных и коммерческих зданий.

Такие помпы предназначены для работы в системах со стабильным давлением жидкости, подходят для автономного отопления жилого дома или квартиры. Рабочее колесо и ротор постоянно омываются жидкостью. Она отводит тепло, частично выполняет функции смазки. Статор изолирован герметичным стаканом из углеродного волокна или немагнитной стали.

Читать еще:  Центробежный насос на отопление

В блоке управления можно регулировать число подключенных обмоток, тем самым меняя мощность. Регулировка производительности дает возможность адаптировать помпу под параметры отопления.

Ключевые моменты:

  • низкий уровень шума;
  • не требуется периодической смазки;
  • автоматическое охлаждение конструкции;
  • относительно низкая стоимость и простое обслуживание.

Недостатком является низкий показатель КПД – до 30%. Насосы не смогут работать без теплоносителя.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА

Выбор подходящей модели насоса для котла отопления начинается с изучения базовых параметров. Предварительно делается расчет отопительной системы и на основе полученных данных подбираются компоненты.

Учитывается не только техническая составляющая, но и производитель. От качества сборки и соблюдения технологии зависит продолжительность безремонтной работы.

Основные технические характеристики:

  • производительность;
  • высота подачи;
  • число скоростей;
  • установочные размеры;
  • потребляемая мощность;
  • максимально допустимая температура теплоносителя.

Определяющая характеристика – производительность. Она указывает максимальный объем перекачиваемой жидкости за единицу времени. Для бытовых моделей варьируется от 25 до 60 л/мин. Зависит от фактического гидравлического сопротивления элементов системы.

Высота подачи или гидравлическое сопротивление, определяет максимальную высоту, на которую насос может поднять водяной столб. Может составлять от 3 до 7 м. Каждые 10 метров высоты соответствуют одной атмосфере давления.

Установочные параметры учитываются для правильного подключения помпы к системе отопления. Важно – диаметр патрубка насоса должен быть меньше сечения основной магистрали. В противном случае напор создаст область пониженного давления.

Потребляемая мощность незначительная, не превышает 0,8 кВт. Но ее нужно учитывать при расчете нагрузок теплоснабжения. В особенности это касается электрического отопления.

Количество скоростей для бытовых моделей не превышает трех. Этого достаточно для регулировки напора и оптимизации параметров работы.

Максимально допустимая температура воздействия зависит от режима работы отопления. Для низкотемпературного теплоснабжения, до +75/40 0 С этот параметр несущественен. Но для запаса рекомендуется покупать модели, рассчитанные на максимальные тепловые воздействия – до +110 0 С.

Расчет параметров насоса.

Для определения значений характеристик насоса нужно знать базовые параметры отопления – мощность котла и режим работы теплоснабжения. Они же зависят от тепловых потерь здания. По СНиП 2.04.07-86 при должном значении сопротивления теплопередачи наружных стен и оконных конструкций на 1 м² жилой площади необходимо 177 Вт тепловой энергии.

При повышении этажности норма увеличивается до 101 Вт.

Для одноэтажного здания площадью 120 м² с соблюдением норм теплоизоляции мощность котла будет равна:

N=120*177= 21, 74 кВт.

Расчет производительности, или расхода, насоса выполняется по следующей формуле:

Где:

  • Q – производительность помпы, м³/ч;
  • N – расчетная мощность отопительного оборудования, кВт;
  • t1 и t2 – температура воды на выходе из котла и в обратной трубе, 0 С.

Для котла с номинальной мощностью 22 кВт и при температурном режиме работы 90/70 можно рассчитать расход помпы:

Q=22000/(70-90)= 1100 л/час или 19 л/мин .

Рекомендуется взять небольшой запас производительности, чтобы оборудование не работало постоянно на максимальной мощности.

Высота подачи или напора, рассчитывается по сложным формулам. Для автономного теплоснабжения частного дома или квартиры можно взять приближенные значения. Опытным путем были выявлены данные гидравлического сопротивления определенных участков системы в зависимости от их конфигурации и назначения.

Величины гидравлического сопротивления, Па/м, для компонентов отопления:

  • прямые участки трубопроводов – до 150;
  • фитинги – до 45;
  • трехходовые смесители – 30;
  • терморегулирующая аппаратура – 105.

Значения для всех компонентов системы нужно суммировать. Для расчета напора полученный результат умножается на 0,0001.

УСТАНОВКА И ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ

Перед монтажом насоса изучается руководство пользователя. В нем описаны основные правила монтажа, рекомендации по обслуживанию агрегата. Помпу не врезают в магистраль, а делают для нее байпас – п-образную конструкцию с шаровыми кранами для перекрытия подачи воды и фильтром грубой очистки перед входным патрубком.

Это даст возможность оперативно заменить насос или выполнить ремонтные работы без отключения отопления.

Этапы планирования монтажа:

  • выбор места для монтажа;
  • количество насосов;
  • положение помпы;
  • подключение к электросети.

Место монтажа помпы – на основной трубе, сразу после котла или на обратной, после расширительного бака. Рекомендуется последний вариант – это приведет к стабилизации давления, будут отсутствовать рывки скорости движения воды.

Число насосов зависит от схемы трубопроводов. Для классической однотрубной или двухтрубной системы достаточно одной помпы. Если есть одно или несколько ответвлений, характерные для лучевого отопления – на каждую ветку устанавливается отдельный насос.

Общее правило положения насоса – направление ротора только горизонтальное. На каждом патрубке подключения есть стрелка, указывающая направление движения теплоносителя. Если выбрано вертикальное положение и это разрешено изготовителем – номинальная мощность может упасть до 30%.

Подключение электричества стандартное, все модели работают от сети 220 В. Исключения – промышленные помпы и предназначенные для организации централизованного теплоснабжения. Рекомендуется сделать отдельную линию с установкой автомата защиты.

Для подключения можно соединить три провода напрямую с клеммами коробки. Но лучше установить трехконтактную вилку и розетку.

Дополнительно при выборе обращают внимание на производителей. Хорошо зарекомендовали себя модели Willo, Sprut, Grundfos. Кроме того, важно правильно подобрать оптимальный вариант по производительности и высоте подачи воды.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector