Водяные насосы для отопительных систем: виды, технические характеристики и советы по выбору

Природные гравитационные процессы порой не способны обеспечить должную циркуляцию теплоносителя, особенно в сложных системах, состоящих из нескольких контуров. Для активизации движения теплоносителя потребуется водяной насос для отопления. Давайте подробнее разберём, что собой представляет это устройство.

В нашей статье мы проанализируем не только конструкцию и технические параметры водяного насоса, но и его разновидности, а также особенности маркировки. Особое внимание уделим преимуществам циркуляционных насосов и ключевым параметрам, которые следует учитывать при их выборе.

Основные компоненты водяного насоса

Водяной насос интегрируется в систему отопления для поддержания циркуляции теплоносителя, поэтому такие системы чаще всего называются системами с принудительной циркуляцией.

Основные составляющие насоса включают:

• корпус с рабочей камерой;
• электродвигатель;
• крыльчатка;
• воздушный винт для удаления воздуха;
• клеммная коробка.

Клеммная коробка может содержать дополнительное оборудование для механического и электронного регулирования работы двигателя.

Элементарная конструкция насосов гарантирует их высокую надежность, позволяя им эффективно работать в течение 5-10 лет.

При первом запуске водяного циркуляционного насоса важно открутить винт для вывода воздуха, чтобы избавить рабочую зону от лишнего воздуха.

Разновидности насосов для отопительных систем

На современном рынке циркуляционные насосы в основном делятся на два основных типа: «сухие» и «мокрые». Эти насосы отличаются внутренней конструкцией и принципом действия, однако движение жидкости обеспечивается за счёт циркуляторных процессов в системе. Некоторые модели могут быть дополнены устройствами для автоматического управления их работой.

Тип #1 — «сухие» насосы

В конструкции «сухого» циркуляционного насоса отсутствует контакт между теплоносителем и ротором. Рабочая камера отделена от электродвигателя специальными уплотнительными кольцами.

Такие кольца могут быть изготовлены из разных материалов:

• графита;
• керамики;
• карбида вольфрама;
• нержавеющей стали;
• оксида алюминия.

Принцип работы «сухого» насоса основывается на вращении колеса, находящегося в среде теплоносителя. Подающее отверстие расположено в центре камеры, а отводящие каналы — по краям.

Так как рабочая зона «сухих» насосов соединяется с двигателем только через вал, при необходимости можно заменить электропривод.

Вращение функциональной крыльчатки создает центробежные силы, которые перемещают теплоноситель от центра корпуса к его краям, обеспечивая постоянное движение жидкости внутри насоса.

Преимущества отопительных «сухих» насосов включают:

• высокий коэффициент полезного действия — 70-80%;
• минимальные гидроудары при запусках;
• возможность установки двигателя в горизонтальном или вертикальном положении;
• способность перекачивать большие объемы теплоносителя благодаря высокой мощности.

С учетом сочетания экономичности и достаточно высокого уровня шума такие насосы, как правило, устанавливаются в промышленных, административных и крупных жилых зданиях.

Однако у «сухих» насосов также есть некоторые недостатки:

1. высокий уровень шума, что делает их нецелесообразными для установки в квартирах;
2. необходимость замены уплотнительных дисков через каждые 2-3 года;
3. возможность протечек теплоносителя при нарушении герметичности рабочей зоны;
4. требование к внешнему охлаждению двигателя.

Из-за значительного веса такие насосы устанавливаются на пол или монтируются на кронштейны.

Элементы консольных насосов фиксированы на одной базе, а электродвигатель соединен с рабочим колесом через редуктор.

Важно отметить, что «сухие» насосы бывают двух типов:

1. Моноблочный. Электродвигатель и металлический корпус объединены в одну конструкцию со специальными креплениями.
2. Консольный. К корпусу можно подключить двигатель различной мощности с помощью универсальных креплений.

«Сухие» циркуляционные насосы при надлежащем уходе имеют большую долговечность, и именно поэтому они постепенно начинают вытеснять модели с мокрым ротором с рынка.

Тип #2 — «мокрые» насосы

Принцип работы циркуляционного насоса с мокрым ротором схож с «сухим» насосом: во время вращения крыльчатки теплоноситель, подаваемый в центр, перемещается к периферии рабочей камеры, откуда затем собирается в отводящие каналы.

Во «мокром» насосе все пломбы статичны и не подвержены динамическому износу, что существенно повышает их надежность и долговечность.

Ротор мокрого насоса находится в непосредственном контакте с теплоносителем, что обеспечивает его охлаждение. Эти устройства нельзя эксплуатировать в сухом режиме, так как это приводит к перегреву и, в конечном итоге, к выходу из строя.

Компоненты оборудования обычно расположены в одном общем корпусе, поэтому при поломке отдельных элементов насос не ремонтируется, а заменяется новым.

Теплоноситель движется по извивающейся траектории внутри рабочего пространства, поэтому уровень шума насоса зависит от качества покрытия внутренней поверхности корпуса.

Преимущества «мокрых» насосов включают:

• тихая работа;
• компактные габариты;
• небольшое потребление электроэнергии (30-50 Вт);
• долговечность без необходимости обслуживания;
• приемлемая цена;
• простота установки.

Часто такие устройства устанавливаются непосредственно в конструкции бытовых котлов, что облегчает выбор оборудования при монтаже отопительной системы.

Тем не менее, у «мокрых» насосов есть и свои минусы:

• ограничения по максимальной мощности;
• низкая ремонтопригодность;
• недостаточно высокий коэффициент полезного действия (40-60%);
• необходимость горизонтальной установки оси двигателя.

Из-за ограниченной мощности «мокрые» насосы предпочтительно применяются в отопительных системах квартир и одноэтажных домов.

Преимущества циркуляционных насосов

До 1990 года в частных домах отопительные системы чаще всего проектировались и строились без насосов. Теплоноситель двигался по трубам самотеком, а его циркуляция осуществлялась за счет конвекционных потоков, возникающих при нагреве в котле. Хотя в настоящее время системы с естественной циркуляцией все еще существуют, они используются значительно реже.

Некачественно выпускаемые твердотопливные котлы часто изготавливаются без встроенных насосов, так как производитель не может предсказать параметры отопительной системы. Поэтому для таких систем установка водяного насоса становится необходимостью.

Современные системы отопления применяют принудительную циркуляцию с использованием водяных насосов, которые имеют множество преимуществ:

1. сниженная нагрузка на котел благодаря уменьшению разности температур во входном и выходном трубопроводах;
2. равномерное распределение тепла по всем помещениям благодаря одинаковой температуре теплоносителя на всем протяжении отопительных контуров;
3. возможность быстрого регулирования температуры теплоносителя;
4. быстрый прогрев системой при начальном запуске холодного котла;
5. отсутствие необходимости в прокладке труб с уклоном к котлу для самопроизвольного движения теплоносителя;
6. использование тонких труб, которые занимают меньше пространства в квартире;
7. сила насоса позволяет создавать давление в отопительной системе, достаточное для подачи теплоносителя на несколько этажей;
8. наличие запорной арматуры на отдельных отопительных контурах;
9. возможность интеграции насоса в автоматизированные системы регулирования работы котла.

Несмотря на массу преимуществ, циркуляционные насосы имеют два недостатка – зависимость от электроснабжения и дополнительные затраты на электроэнергию.

Однако эти недостатки вполне компенсируются: установка водяного насоса помогает сэкономить 10-20% топлива, в то время как затраты на электроэнергию составляют всего 3-5% от общих расходов на отопление. Кроме того, в ситуациях с частыми отключениями электроэнергии можно установить источники бесперебойного питания, что обеспечит временную автономную работу котла и насоса.

Особенности маркировки насосного оборудования

К сожалению, нет единых стандартов для маркировки циркуляционных насосов. Каждый производитель обозначает технические характеристики по своему усмотрению.

При покупке насоса не стоит ориентироваться только на его маркировку. Лучше ознакомьтесь с руководством пользователя и проверьте технические данные.

На лицевой стороне обычно отображается следующая информация:

• направление потока теплоносителя;
• диаметр подключаемых труб;
• максимально допустимое давление;
• информация о производителе и модели;
• максимальная рабочая температура;
• степень защиты;
• характеристики электросети;
• знаки соответствия национальным стандартам.

Кроме того, производители могут размещать на оборудовании дополнительную информацию по своему усмотрению. Полные технические характеристики устройств можно найти в инструкциях по эксплуатации.

Разные страны используют разные системы измерения, поэтому цифровые данные, указанные на устройстве, могут вводить в заблуждение. Рекомендуется снова ознакомиться с инструкцией, где вместе с характеристиками представлены и единицы измерений.

Какие показатели важны при выборе насоса?

При выборе насоса для отопительного контура важно учитывать множество критериев.

Технические характеристики агрегата

Циркуляционные насосы обладают рядом особенностей, которые следует учитывать при их приобретении.

1. Коэффициент полезного действия (КПД) – это соотношение между количеством потребляемой электроэнергии и выполненной полезной работой по перекачке теплоносителя.
2. Напор – это разница давления, возникающая между входом и выходом насоса.
3. Подача жидкости – максимальный объем теплоносителя, который может проходить через рабочую камеру при минимальном сопротивлении системы отопления.
4. Энергетическая мощность – потребляемая мощность в ваттах.
5. Диаметр труб – номинальный размер соединительного оборудования.
6. Максимальное рабочее давление (обозначается как PN) при температуре 20 °C, при котором возможно долгосрочное использование устройства в гарантийный период.

Эти параметры обычно достаточно, чтобы подтвердить удовлетворительность характеристик насоса для вашей отопительной системы.

Подробно о критериях выбора можно прочитать в нашей статье.

Необходимая мощность устройства

На выбор конкретной модели насоса влияют его технические параметры, финансовые возможности покупателя и особенности отопительного контура. Важно, чтобы мощность насоса была адекватной для надлежащей работы котла, даже если вы хотите сэкономить. Помните, что указанные в инструкции значения подачи воды могут быть значительно выше реальных.

Для того чтобы самостоятельно определить нужную мощность насоса, потребуется выполнить три этапа вычислений.

Этап #1 — расчет производительности насоса

Вычисление подходящей производительности насоса с использованием формулы.

Необходимая тепловая мощность для обогрева помещений зависит от материала стен, наличия щелей и герметичности окон.

Для квартир в многоквартирных домах тепловая мощность определяется как 75-80 Вт/кв. м, а для частных домов — 100-120 Вт/кв. м. Обычно разница температур между подачей и обраткой составляет 10 °C.

Таким образом, для квартиры площадью 60 квадратных метров потребуется реальная производительность насоса в (80*60)/(1.16*10)=414 (л/час).

Этап #2 — расчет уровня напора

Определение нужного уровня напора для преодоления гидравлических потерь в системе по формуле.

Каждый элемент запорной арматуры имеет свой коэффициент гидравлического сопротивления, который можно найти в специальных таблицах. При расчете необходимо учитывать сопротивление всех частей трубопровода.

Из-за сложности формулы, для домашних и квартирных отопительных систем можно воспользоваться упрощенными графиками.

Потеря напора зависит от диаметра труб, поэтому при выборе между двумя размерами лучше отдать предпочтение большему.

Согласно графику, потери давления для системы с трубами диаметром 20 мм составят 70 мм/м, а при длине трубопровода 50 м это будет 3,5 метра. Это значение нужно умножить на коэффициент от 1.3 до 2.2, учитывающий сопротивление запорной арматуры.

Этап #3 — проверка мощности насоса

Необходимо определить, соответствует ли мощность насоса графику его напорно-расходных характеристик.

Недостаточная мощность насоса может привести к потере энергии в котле и даже к серьезным поломкам.

Такой график доступен в инструкции и уникален для каждой модели устройства. Если точка пересечения вычисленных показателей находится ниже кривой, это значит, что насос подходит для вашей системы отопления, а если выше — то не подходит.

Подробные рекомендации по расчету циркуляционного насоса с конкретными примерами можно найти в следующей статье.

Дополнительные особенности насосов

Если для системы отопления критично важно обеспечить постоянное движение жидкости, можно установить две последовательно соединенные модели насосов. Второй насос может включаться в случае недостаточной мощности или неисправности первого.

Для автоматизации процесса работы бойлера, который нагревается от отопительного контура, можно использовать насосы с термостатом и таймером. Встроенные механизмы управляют включением и отключением мотора в зависимости от температуры теплоносителя и времени суток.

Клеммная коробка может быть оснащена регулировочными элементами и индикаторами. LCD-дисплеи на отопительных насосах встречаются редко из-за их восприимчивости к высокой температуре.

В сложных системах отопления целесообразно применять циркуляционные насосы с термостатами и плавной регулировкой скорости. Они могут автоматически настраивать скорость теплоносителя в разных петлях в зависимости от температуры. Такие насосы стоят значительно дороже и реже используются в квартирах и небольших домах.

На рынке доступны как стандартные модели, так и устройства с уникальными характеристиками, обеспечивающими дополнительные функции. Мы подготовили рейтинг лучших насосов для отопления, основываясь на отзывах реальных пользователей, вы можете его найти здесь.

Другие моменты выбора насоса

Ключевым фактором является то, чтобы оборудование не только выполняло свои функции, но и долго функционировало, не создавая неудобств для жителей дома или квартиры.

Поэтому при выборе устройства важно придерживаться следующих рекомендаций:

1. Отдавать предпочтение известным производителям насосов, таким как Calpeda, Grundfos, WILO. Цены на их продукцию могут быть выше на 20-40%, но вероятность поломки значительно ниже.
2. Выбирать устройства с характеристиками, превышающими расчетные на 20-30%. Такой запас позволит снизить нагрузку в процессе эксплуатации и увеличить срок службы.
3. Обращать внимание на размеры, чтобы насос поместился в отведенное для него пространство.
4. Информация о работе должна быть как можно более тихой, чтобы не мешать жильцам ночью.
5. Не стоит стремиться приобретать насос с мощностью, значительно превышающей требуемые параметры, так как это приведет к излишним расходам электроэнергии и лишнему шуму.
6. Выбирать насосы именно для систем отопления, так как они рассчитаны на работу при температурах до 130-150 °C.
7. Рекомендуется, чтобы устройство имело встроенный фильтр для очистки от твердых частиц, находящихся в теплоносителе.

Рабочие характеристики оборудования должны полностью соответствовать параметрам вашей системы отопления — здесь экономить нельзя. Дополнительно стоит учесть, что надежный производитель, повышенная прочность корпуса и система автоматической регулировки работы могут потребовать некоторой дополнительной платы.

Большинство домашних циркуляционных насосов для отопления не нуждаются в сложной настройке. Для их запуска необходимо просто подключить трубы к системе и включить прибор в сеть. Мы подробно рассмотрели процесс монтажа насоса в нашей пошаговой инструкции.

Выводы и полезное видео по теме

Как выбрать качественный циркуляционный насос для отопления:

Циркуляционное оборудование DAB:

Сравнительный обзор приборов Grundfos: модели UPS и Alpha2:

Оптимально согласовать выбор циркуляционного насоса со специалистами. Хотя продавцы в магазинах могут подсказать мощность для стандартной квартиры, для загородного дома с такими расчетами лучше обратиться к профессионалам.

Стоит помнить, что обмен устройства в магазине после начала его эксплуатации невозможен, поэтому лучше сразу приобрести подходящую модель.

Если у вас есть полезные советы по выбору насоса для отопления или вы заметили какие-то несоответствия в статье, оставляйте свои замечания в комментариях — мы обязательно это учтем.

Если у вас остались вопросы после прочтения, не стесняйтесь задавать их нашим экспертам. Мы постараемся помочь вам.