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.

Насос для отопления – устройство, характеристика, типы оборудования

Циркуляционный насос — это один из главных элементов системы отопления и горячего водоснабжения.

Он отвечает за оптимальную скорость движения теплоносителя по трубам.

Благодаря ему обеспечивается принудительное движение воды по замкнутому контуру — трубопроводной системе отопления.

Содержание статьи

• назначение
• устройство и принцип работы
• типы оборудования
• характеристики
• видео: работа в системе отопления

Суть циркуляционного насоса

Современный хозяин всё чаще выбирает циркуляционный насос для отопления. Это происходит по нескольким причинам:
во-первых, отопительная система с естественной циркуляцией, несмотря на свою простоту и надежность, имеет и много минусов, ключевой из которых – это низкий коэффициент полезного действия;
во-вторых, это материальная составляющая, что играет не маловажную роль, а зачастую главную роль.

В ситуации, когда стоимость энергоносителей в нашей стране увеличивается год от года, оправданным становится отказ от использования естественной циркуляции и переход на более совершенные системы.

Суть центробежного циркуляционного насоса заключается в предоставлении владельцу ряда преимуществ, которые не способна обеспечить естественная циркуляция.

Если свести всё к одному перечню, то установка преимущества системы с принудительной циркуляцией это:
равномерный прогрев всего трубопровода;
возможность использовать при монтаже системы отопления трубы небольшого диаметра, которые легко декорировать или спрятать;
можно параллельно подключить систему теплый пол;
благодаря насосу сама система может быть компактной;
легкое обслуживание и ремонт;
экономия при затратах электроэнергии.

Насосное оборудование для отопления даёт возможность экологично, безопасно и бесплатно согреть батареи.

Принцип работы и устройство

Работа насоса для отопления дома заключается в создании небольшого давления и обеспечении принудительного движение теплоносителя. При этом теплоноситель обеспечивает равномерное распределение тепла в каждый радиатор Вашего дома.

Современные загородные дома давно перешли порог одного этажа и заметно выросли в размерах, а значит, увеличилась длина трубопровода и значительно усложнилась его конфигурация, и как следствие, теплоносителю все труднее преодолевать все изгибы труб.

Принцип работы циркуляционного насоса как раз заключается в преодолении всех гидравлических сопротивлений системы трубопроводов дома.

В общем случае работа циркуляционного насоса в системе отопления выглядит следующим образом:
1 Система отопления заполняется водой.
2 Теплоноситель попадает на всасывающий патрубок.
3 Включается электронасос, рабочее колесо начинает вращаться.
4 Под действием центробежной силы, лопатки рабочего колеса затягивают жидкость во вращение. При этом в центре крыльчатки образуется область низкого давления, а за крыльчаткой наоборот давление растет.
5 Перекачиваемый теплоноситель затягивает в область низкого давления на всасе и выбрасывает под давлением на напорном патрубке. Жидкость приходит в движение.

Современные циркуляционные насосы для отопления имеют небольшие размеры, это позволяет устанавливать их в любом необходимом месте системы трубопровода. Но несмотря на скромные габариты, оборудование этого типа способна обеспечить достаточно большой диапазон характеристик для удовлетворения всех Ваших потребностей.

Конструкция

Устройство циркуляционного насоса для отопления конструктивно состоит из нескольких элементов.
1 Корпус. Постоянно находится под воздействием рабочей среды (жидкого теплоносителя), поэтому изготавливается из материалов, имеющих сопротивление коррозии. В зависимости от производителя его изготавливают из являются чугуна, аллюминия, латуни, бронзы.
2 уплотнительная резиновая прокладка необходима для исключения попадания воды наружу из корпуса.
3 Крыльчатка представлена рабочим колесом закрытого типа. Она необходима для обеспечения принудительного движение воды. Изготавливается из пластиков.
4 Вал двигателя с ротором изготавливается из стали. Эта деталь необходима для передачи вращательного движения от двигателя на крыльчатку.
5 Двигатель. Преобразует электрическую энергию электросети в механическую энергию вращения ротора.
6 Воздушный винт. Необходим перед пуском для удаления воздуха из рабочей камеры насоса.

Современные циркуляционные насосы в зависимости от производителя и могут иметь различные размеры и форму. Это объявляется назначением оборудования и условиями эксплуатации, например присоединительные патрубки могут быть как в виде фланцев, так и иметь простое резьбовое соединение.

Типы циркуляционных насосов

На сегодняшний день такое оборудование как насос для отопления может иметь сухой или мокрый тип конструкции. Эти два варианта исполнения отличаются геометрическими размерами, мощностью, конструктивными особенностями, диаметром присоединительного отверстия, производительностью и другими параметрами.

Циркуляционный насос с мокрым ротором

«Мокрые» циркуляционные насосы называется так потому, что ротор и установленная на нем крыльчатка вращаются непосредственно в теплоносителе. Подобная конструкция полностью исключает такую проблему, как течь сальника, а также отличается низким уровнем шума.

Эти машины характеризуются:
хорошим показателем КПД – порядка 50%.
автономностью – не нуждаются в обслуживании
большим сроком эксплуатации – порядка 5-10 лет в зависимости от марки, режима работы и теплоносителя.
низким уровнем шума.

Прочитав все достоинства агрегатов с мокрым ротором легко определить их сферу применения. Такое тепловое оборудование идеально подходит для монтажа и работы в системе отопления частного дома или коттеджа.

Чаще всего насос для отопления «мокрого» типа устанавливается в автономной системе отопления загородных домов, дач и коттеджей. Однако, агрегаты подобного типа нельзя сделать большой мощности и производительности. Поэтому, когда стоит задача организовать систему отопления промышленного предприятия, коттеджного поселка, административных или коммерческих зданий, требуется применение циркуляционного агрегата «сухого» типа.

Насос с сухим ротором

По большому счету – это просто мощный электрический двигатель с установленным на валу центробежным насосом.

В данном типе в теплоноситель погружено только рабочее колесо, ротор находится в герметичном корпусе.

Насосы с сухим ротором отличаются высоким КПД, у таких устройств КПД достигает значений порядка 80%. Вместе с тем они требуют регулярного обслуживания, ведь твердые частицы, находящиеся в теплоносителе, могут попадать на уплотнительные кольца, расположенные между рабочей частью насоса (колесом) и ротором, приводя к появлению разгерметизации, и попаданию жидкости в полость ротора.

К тому же довольно высокий уровень шума, возникающий при работе насоса, ставит под сомнение комфорт от его использования в системе отопления частного дома или коттеджа.

Насос для отопления и его характеристики

Каждый циркуляционный насос для отопления дома имеет свои характеристики, по которым его выбирают в систему отопления.

Первое, на что следует обратить внимание при подборе такого оборудования это:

Расход (производительность) насоса отопления при установке в систему отопления частного дома принимают равной мощности котла отопления. Например, если у Вас установлен котел мощностью 30 кВт, то необходимо установить насос с расходом около 30 литров в минуту (л/мин).

Напор насоса. Это высота подъема трубопровода, на которую необходимо поднять воду. Считается, что для 10 метров трубопровода напор должен составлять не менее 0,6 м. Таким образом для определения напора насоса для отопления необходимо длину трубопровода поделить на 10 и умножить на 0,6. Если общая длина трубопровода 70 метров – напор будет составлять 70/10 * 0,6 = не менее 4,2 метра. Вам необходимо выбирать оборудование, в технических характеристиках которого, указан напор не менее 4,2 метра.

Электрическая мощность теплового циркулярного насоса выбирается в зависимости от диаметра и геометрии трубопровода. Чем меньше диаметр труб и чем больше изгибов в трубопроводе дома, тем большее гидравлическое сопротивление должен преодолеть агрегат. Следовательно, тем большую мощность насоса для отопления потребуется предусмотреть.

Допустимая температура воды, при которой работает циркуляционный насос. Качественные механизмы способны перекачивать воду с температурой от +110 до +130 градусов по шкале Цельсия. У более дешевых моделей этот показатель не поднимается выше 90 градусов, а фактические значения порядка +70 +80 градусов Цельсия. В случае если нагрузки на систему небольшие, то этот параметр не играет большой роли. Если же у Вас установлен твердотопливный котел, то температура, до которой он может разогреть теплоноситель, играет очень большое значение.

Максимальное давление циркуляционного насоса системы отопления, при котором он способен работать. В отопления частного дома давление должно ровняться: 3-4 атм – для двухэтажного дома, 1-2 атм для одноэтажного дома. Среднее давление, при котором способен работать современный агрегат для системы отопления равно 10 атм. Старайтесь не упускать этот параметр.

Кроме основных в качестве рекомендованной рассматривается такая характеристика насоса для отопления дома как:

Присоединительные размеры и диаметр трубопровода. Циркуляционный насос для отопления монтируется непосредственно в трассу трубопровода, поэтому конструкции оснащаются как резьбовыми соединениями с указанием типа резьбы, так и фланцами. Так же в параметрах указывается монтажная длина в составе трубопровода для безошибочного монтажа.

Количество режимов работы. Оборудование для систем отопления зачастую имеют несколько режимов работы. На каждом установленном режиме своя скорость насоса отопления, а точнее скорость вращения рабочего колеса насоса, а значит и своя скорость движения теплоносителя по трубам. Переключение между режимами работы устройства позволяет изменять теплоотдачу в зависимости от температуры на улице. Чем выше скорость работы насоса для системы отопления, тем больше теплоносителя переносится по трубам. Рекомендуемая скорость движения теплоносителя 1,6 метра в секунду – это уровень бесшумной работы системы отопления. Если увеличить скорость циркуляционного насоса отопления – увеличится скорость течения теплоносителя и появится небольшой шум.

Насосы системы отопления имеют напорно-расходные характеристики, геометрические и эксплуатационные, среди которых выделяют:

Внешние условия работы. Следует помнить, что количество тепла, которое требуется получать от теплоносителя, напрямую зависит от утепления помещения. Если у Вас толстые, хорошо утепленные стены, то водяной насос для отопления, выбранный по описанным выше параметрам, справится с обеспечением комфортной температуры «на Ура». Если же, утепление дома слабое и у него большие теплопотери, то для обеспечения комфортной температуры, оборудование для системы отопления вынуждено будет работать на износ (на повышенной мощности). В этом случае, следует подумать об утеплении или об установке котла и насоса с более высокими мощностными характеристиками, чем указаны в тепловом расчете.

Материал корпуса. Корпус циркуляционного насоса постоянно соприкасается с рабочей средой – теплоносителем, поэтому от материала, из которого он изготовлен и температурный условий (температуры перекачиваемой жидкости) напрямую зависит срок службы агрегата. Оптимальным вариантом для корпуса принято считать чугун, корпуса более дешевых устройств изготавливают из термостойкого пластика.

Системы защиты. Современный тепловой насос для отопления дома оборудован несколькими системами защиты, а именно, защита от сухого хода – циркуляционный тепловой насос в качестве охлаждающей среды использует перекачиваемый теплоноситель, в случае отсутствия в трубах (по каким-либо причинам) теплоносителя, возможен перегрев оборудования и поломка. Второй тип защиты – защита от перегрева. Когда электромотор насоса нагревается до предельного значения – срабатывает термореле и он выключается.

Видео: работа в системе отопления

Выбирая насосы для автономной системы отопления важно учитывать его основные характеристики: напор воды, производительность и наличие регулировки скорости вращения. Серьезная ошибка в этом деле может повлечь за собой недостаточную эффективность работы насоса, излишний уровень шума и высокое потребление электроэнергии.

Теперь, когда Вы знаете, как работает циркуляционный насос, рассмотрим принципы его монтажа в состав трубопровода.

До недавнего времени считалось, что насос для отопления необходимо устанавливать на входе в отопительный котел – на трубы, по которым в насос приходит уже остывшая вода. В этом утверждении есть зерно здравого смысла – ведь холодная вода, в отличии от горячей не может повредить отдельные элементы конструкции насоса.

Однако к современному оборудованию это правило не относится. Как уже было указано выше, современные качественные насосы способны работать с теплоносителем, разогретым до 130 градусов Цельсия, так что такой параметр как температура перестал считаться определяющим.

Но всё же при проектировании трубной системы обратите внимание на:
установку расширительного бачка. В системе с принудительной циркуляцией он может быть установлен в любой точке.
Не забудьте предусмотреть байпасную линию в обход насоса. В случае поломки насоса или отключения электроэнергии, вы сможете пустить теплоноситель в обход. Демонтировать насос, починить его или заменить на новый. А на время ремонта насоса согреваться за счет естественной циркуляции теплоносителя.
Установите на каждый радиатор в Вашем доме кран Маевского. Такой кран необходим для того, чтобы в случае скапливания в тепловой системе воздуха была возможность его стравить.

Мы разработали пошаговую инструкцию по монтажу насоса в статье как установить насос в систему отопления.

Циркуляционные насосы для отопления способны сделать работу системы максимально эффективной. Отнеситесь к выбору насоса с должным вниманием – ведь от этого элемента во многом зависит обеспечение комфортных условий в Вашем доме.

Источник https://ogon.guru/otoplenie/komponenti-sistemi/nasos/printsip-deystviya.html

Источник https://www.nektonnasos.ru/article/otoplenie/vibrat-otoplenie/nasos-dlia-otoplenia/

Источник

Источник