Водяной насос для отопления: как увеличить эффективность системы

Система водяного теплого пола: как устроена?

Система включает в свой состав следующие обязательные компоненты:

источник тепла (котел, стояк централизованного отопления);
теплоноситель (вода, тосол, масло и др.);
трубы обогрева;
утеплитель;
управляюще-распределительное устройство;
насос циркуляционный.

По разветвленной сети трубопроводов, расположенных на полу под покрытием, циркулирует теплоноситель. Источником тепла обычно выступает газовый котел.

Использование водяных полов в квартирах с источником тепла, подающимся централизованно по стояку, допускается в домах с поквартирной горизонтальной разводкой отопления.

Схема обустройства теплого пола

С целью одинакового прогрева полов трубы размещают на не большом расстоянии между собой (100-200 мм). У стен расстояние между трубами оставляют меньше чем в центре помещения. Раскладка труб проводится по двум схемам:

змейкой – ассоциируется с трассой слалома или зигзагом;
улиткой – напоминает спираль.

Теплоноситель, прогретый до температуры 35-45 градусов, проходя по трубопроводу, теряет температуру. Оптимальная длина трубопровода (петли) до 120 м. Этого хватает для покрытия помещения площадью до 20 м2. Для больших помещений монтируют несколько трубопроводов. К источнику тепла их подсоединяют параллельно через коллектор, который располагают в специальном шкафу. В нем же устанавливают запорную и управляюще-регулирующую аппаратуру (манометры, термостаты, сливные краны, датчики расхода, воздушные клапаны), а также насосы.

Производители и популярные модели

На рынке насосного оборудования представлено не так много разновидностей повысительных насосов, имеющих англоязычное название Pump Booster (РВ), чаще всего потребитель обращает внимание на приведенные ниже бренды. Grundfos UPA 15-90, UPA 15-120 – лучшие агрегаты с мокрым ротором от мирового лидера из Бельгии по производству насосного оборудования со следующими основными параметрами (для UPA 15-90):. Grundfos UPA 15-90, UPA 15-120 – лучшие агрегаты с мокрым ротором от мирового лидера из Бельгии по производству насосного оборудования со следующими основными параметрами (для UPA 15-90):

Grundfos UPA 15-90, UPA 15-120 – лучшие агрегаты с мокрым ротором от мирового лидера из Бельгии по производству насосного оборудования со следующими основными параметрами (для UPA 15-90):

Рабочее давление: 6 атм.;
Номинальный объем подачи: 0,9 м3/ч или 15 л/мин, 0,25 л/с;
Включение: при скорости потока 1,5 л/м или давлении на входе 0,2 бар;
Температура рабочего тела: от +2 до +60 °С;
Уровень шума: до 35 дБ;
Установочные размеры: 160 мм;
Максимальная мощность: 120 Вт;
Вес: 2, 5 кг.
Гарантийный срок: 3 года при возможности эксплуатации не менее 10 лет.

Wilo PB-201EA – популярная у рядового потребителя сухороторная модель немецкого бренда, выполненная в чугунном корпусе с катафорезным покрытием традиционного для Wilo зеленого цвета. Wilo PB имеет полимерное рабочее колесо, вал из нержавейки и бронзовые патрубки для подсоединения к трубам, основные рабочие характеристики агрегата:

Максимальная производительность: 3,9 м3/ч;
Максимальный выходной напор: 15 м;
Температура рабочего тела: до +80 °С;
Максимальная мощность: 340 Вт;
Уровень шума: до 41 дБ;
Защита: от сухого хода, для охлаждения двигателя используется вентилятор;
Масса: 7,5 кг;
Срок службы: до 10 лет с гарантией 1 год.

Модели бустерных помп с мокрым ротором

Jemix W15GR-15 A – бюджетная модель вихревого типа российско-китайского производства в чугунном корпусе с латунной гидравлической частью, внутри которой вращается полимерное рабочее колесо. Датчик протока установлен на выходном патрубке и обозначен стрелкой, при необходимости его можно снять. Jemix W15GR предназначен для работы в системах горячего и холодного водоснабжения, может устанавливаться как в горизонтальном, так и вертикальном положении, прибор имеет следующие параметры:

Напор: максимум 15 м;
Производительность: 1,5 м3/ч;
Автозапуск: при расходе 0,09 м3/ч;
Энергопотребление: максимум 120 Вт;
Температура рабочего тела: до +110 °С;
Защита: от перегрева;
Диаметр подсоединительных патрубков: 3/4 дюйма;
Масса: 3,5 кг;
Гарантия: один год с даты продажи, средний срок службы 3 года.

Агрегаты с сухим ротором

Aquario AC 159-160A – агрегат с мокрым ротором только для холодной воды, выпускаемый в России по итальянской технологии всемирно известного бренда Aquario. Его отличительная особенность – 100% медная обмотка на статоре, материалы вала и подшипников скольжения – техническая керамика, рабочее колесо выполнено из высокопрочного и износостойкого технополимера. Aquario AC 159-160A обладает следующими техническими характеристиками:

Повышаемый напор: на 9 м;
Производительность: 1,75 м3/ч (26 л/мин);
Энергопотребление: 120 Вт;
Температура прокачиваемой жидкости: от +2 до +60 °С;
Параметры включения реле протока: автозапуск при 0,2 бар и расходе не менее 2 л/мин;
Предельно допустимый размер твердых частиц в жидкости: до 0,1 мм;
Установка: горизонтально-вертикальная.

Belamos BRS15/90 – бюджетный насос для повышения давления воды с мокрым ротором китайского производства отечественного бренда, сильно похожий по внешнему виду на Grundfos. Корпус выполнен из чугуна, вал из керамики, рабочее колесо – термостойкий полипропилен. Belamos BRS15/90 имеет следующие технические параметры:

Напор: максимум 9 м;
Производительность: 23 л/мин;
Максимальная мощность: 105 Вт;
Установочные параметры: длина 180 мм, патрубки соединения диаметром 3/4 дюйма.
Вес: 2,8 кг.

Прайс-лист популярных брендов

Как подобрать циркуляционный насос для отопления?

Для подбора оборудования с учетом наиболее подходящих параметров необходимо воспользоваться определенными формулами. Однако, только специалисты знают, какие именно формулы необходимо использовать в каждом конкретном случае. А если устройство подбирает незнающий человек, то следует воспользоваться следующими рекомендациями:

Маркировка циркуляционного насоса. Например, оборудование Grundfos UPS 25-50, где первые две цифры указывают диаметр резьбы гаек – 25 миллиметров (1 дюйм), которые поставляются в комплекте с устройством. Еще существуют насосы с диаметром гаек 32 миллиметра (1,25 дюйма). Вторые две цифры – это максимальная высота подъема теплоносителя в системе отопления – 5 метров, то есть при помощи циркуляционного насоса может создаваться избыточное давление не более 0,5 атмосфер. Также существуют насосы, в которых высота подъема равна 3, 4, 6 и 8 метров.
Производительность агрегата. Является главным параметром, определяющим работу агрегата. Представлен объемом теплоносителя, перекачиваемого с помощью насоса. Для расчета применяется формула:
- Q=N:(t2-t1),
- где N – мощность источника тепла. Это может быть котел либо газовая колонка;
- t 1 – показывает температуру воды, которая находится в обратном трубопроводе. Как правило, она равняется +65-70 0 С;
- t 2 – показывает температуру воды, которая находится в подающем трубопроводе (выходит из котла или газовой колонки). Зачастую котел поддерживает +90-95 0 С.
- Расчет системы отопления и ее потерь осуществляется для того, чтобы правильно выбрать расчетные параметры того агрегата, который способен справиться с сопротивлением в системе отопления.
Уровень подъема системы отопления. Показывает максимальный напор, на который способна отопительная система. Это суммарная величина гидравлического сопротивления в системе отопления. При расчетах гидравлического сопротивления не учитывается этажность обогреваемого здания с замкнутой отопительной системой. В таком случае берется среднее значение – 2-4 метра водяного столба. В малоэтажных домах с традиционной системой отопления этот показатель идентичен.
Потребность здания в энергии. Это еще один параметр, который стоит учитывать при выборе циркуляционного насоса, хоть и косвенно. Этот показатель указывается в паспорте здания во время его проектирования. Если эти значения отсутствуют, их можно рассчитать. Каждая страна имеет свои стандарты тепла на один квадратный метр. По европейским стандартам для отопления 1 квадратного метра одно- или двухквартирного здания требуется 100 Вт, для многоквартирного здания – 70 Вт. Российский стандарт представлен в СНиПе 2.04.05-91.
Расход электроэнергии. Любой циркуляционный насос отопления обладает тремя положениями подключения в электрическую сеть. Все сведенья по поводу потребления насосом электрического тока содержатся в табличке на корпусе агрегата (параметры нагрузки). Каждому положению переключателя соответствует новая производительность насоса, то есть количество теплоносителя в час, перекачиваемого устройством по системе отопления. Третье положение переключателя показывает максимальную производительность данного агрегата, а показатель максимального потребления тока насосом указывается в табличке на корпусе насоса.

Оборудование, выпускаемое серийно, имеют усредненные характеристики. Поэтому необходимо учитывать индивидуальность каждой системы отопления.

Обратите внимание! Выбирать подходящий насос следует с учетом возможности работы агрегата в нескольких режимах, при этом его мощность должна превышать расчетную мощность на 5-10 процентов

Модификации насоса и технические параметры

Исходя из особенностей конструкции, насосы характеризуется производительной мощностью двигателя, типом ротора и управления.

Двигатель

Точный расчет параметров двигателя выполняется для конкретной отопительной системы, но общее правило подбора простое – мощность пропорциональна производительности (размера) рабочей части.

Ротор или маховое колесо

Существует 2 принципа работы ротора:

Сухой. Трущиеся детали и сам ротор находится в герметично закрытом корпусе, – с водой соприкасаются только лопасти, создающие поток. Такие модели характеризуются высокой мощностью, эффективностью, но более чувствительны к механическому загрязнению энергоносителя. Требуется прохождение ежегодной технической профилактики электродвигателя. Кроме того, их установка должна проводиться удалено от жилых комнат из-за повышенного уровня шума.

Циркуляционный насос с сухим ротором – двигатель и нагнетатель расположены в разных корпусахИсточник m.2gis.ru

Мокрый. Наиболее распространенный тип за счет неприхотливости в обслуживании, стоимости и разнообразия моделей. В открытой конструкции движущиеся детали (подшипники, валы, ротор и т. д.) находятся в воде, которая одновременно является для них смазочным материалом и охладителем для двигателя. Используются соответствующие нержавеющие сплавы, прокладки из водостойких материалов. Система менее прихотлива к механическим примесям в энергоносителе, а срок службы бытового прибора рассчитан на 7 лет.

В насосе с мокрым ротором двигатель и нагнетатель расположены в одном корпусеИсточник aquazoom.com.ua

Управление работой

Управление насоса – это выбор скоростных режимов, от которых зависит эффективность всей системы. Для подогрева используется минимальный режим, в то время как при низких температурах быстрый отвод тепла требует увеличения скорости. Для регулирования этого процесса используется 2 типа управления:

Механический. Выбор скорости производится самостоятельно, а переключение вручную. Такое управление эффективно для небольших контуров, где реагирование на изменение скорости происходит быстро. Насос для отопления в частном доме, чаще всего, приобретается с таким управлением благодаря невысокой стоимости и более высокой ремонтопригодности.
Умные модернизированные модели управляются системой автоматики, которая в зависимости от температуры теплоносителя регулирует скорость потока. Стоят они дороже, но при установке многокомпонентных систем с коллекторами, он незаменимы. Кроме этого они увеличивают энергоэффективность на 25-35 %.

Каждый производитель использует свои разработки, способствующие безаварийной работе в течение срока годности, поэтому цены на модели с одинаковыми характеристиками отличаются, также как и качество оборудования.

У внешне одинаковых насосов могут быть совершенно различные характеристикиИсточник giropark.ru

Снижение стоимости в более дешевых фирмах происходит за счет минимального запаса прочности. Чаще всего это подразумевает уменьшение толщины на неответственных элементах деталей, использование менее прочных и дешевых материалов, которых хватает только на указанный срок эксплуатации. Выбор фирмы–производителя во многом определяет качественные характеристики изделия. Сориентироваться в них можно, прочитав отзывы или углубившись в изучение используемых для деталей материалов.

Видео описание

Наглядно про установку насоса в системе с твердотопливном котлом в следующем видео:

Ценовой фактор

При выборе циркуляционного насоса имеет значение стоимость самого устройства и его экономичность при эксплуатации. Как правило, работа насоса оправдывается экономией на расходе топлива, а стоимость на саму модель определяется его работоспособностью. По Москве разбег цен на насосы очень большой. Условно из можно разбить на 3 категории:

За 3,5-7 тысяч рублей можно купить базовые функции, с минимальным сроком работы и чаще всего одноразового использования;

Сравнение характеристик насосов эконом сегментаИсточник ms.decorexpro.com

Приборы за 7,5-20 тысяч – это «рабочие лошадки», точно обеспечивающие заявленные характеристики, со сроком работы не меньше указанного производителем и с несколькими степенями защиты и оптмальным запасом прочности;
VIP–системы с полной автоматизацией, набором дополнительных функций, высоким запасом прочности и возможностью обеспечить теплом большой объем обойдутся уже по стоимости от 20 до 45 тысяч рублей.

Видео описание

И еще некоторые размышления про циркуляционные насосы в следующем видео:

Преимущества отдельной насосной установки

Использование нагнетательного оборудования оправданно с точки зрения экономии топлива и повышения КПД котла, поэтому многие компании встраивают насосные установки в котлы. Но отдельная установка агрегата имеет свои преимущества: быстрая замена без снятия котла, возможность контролировать процесс при возникновении внештатных ситуаций (например, использование байпаса). Кроме этого насос можно установить в систему, не предусмотренную проектом на начальном этапе.

Несмотря на кажущуюся простоту выбора, параметры насоса должны быть технически оправданны, для чего проводятся математические вычисления с учетом законов теплотехники, особенностей индивидуальности системы, поэтому точный выбор должен сделать специалист, который учитывает все факторы исходя не только из теоретических знаний, но также и из практического опыта.

Расчет рабочего давления в контуре

Хорошее и не очень о насосах для систем отопления.

Watch this video on YouTube

Производя выбор циркуляционного насоса для системы отопления расчет необходимо произвести и по такому показателю как давление внутри трубопровода. Для этого можно воспользоваться соотношением:

P = (R x L + Z) / p x q, где:

P – величина давления;
R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;
L – общая длина
Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;
р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;
q – значение ускорения свободного падения.

При недостатке данных для расчета по приведенной формуле, можно воспользоваться упрощенным соотношением:

P = R x L x ZF, где

R – величина сопротивления потоку в прямом участке трубы, составляющая приблизительно 100 – 150 паскалей на 1 метр, выраженное в удобной для расчета форме оно составит 0,01 – 0,015 метра на метровый участок трубы;

L – общая протяженность трубопровода, на двухтрубной схеме отопления учитываются как прямой, так и обратный контур;

ZF – коэффициент увеличения, зависящий от следующих показателей:

для системы с шаровыми кранами, для которых несвойственно уменьшение просвета трубопровода, и с правильно подобранными фитингами он принимается равным 1,3;
при использовании дроссельных или терморегулирующих устройств его значение составит 1,7.

Насос отопления. Устанавливаем правильно

Watch this video on YouTube

Производя выбор циркулярного насоса для системы отопления, расчет его характеристик представляется как необходимая процедура.

Практика применения циркуляционных насосов дает возможность их подбора без вычислений необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.

Таблица для эмпирического подбора насоса

Таблица 1.

Отапливаемая площадь (м2)	Производительность (м3/час)	Марки
80 – 240	От 0,5 до 2,5	25 – 40
100 – 265	Та же	32 – 40
140 – 270	От 0,5 до 2,7	25 – 60
165 – 310	Та же	32 – 60

Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.

Как выбрать циркуляционный насос

Watch this video on YouTube

Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.

Основные производители

Циркулярные насосы для систем отопления выпускаются множеством европейских производителей с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.

Компания Wilo. Производимые в Германии насосы этого концерна занимают довольно большое место на профильном рынке. Отличаются высоким качеством и устойчивой работой. Практически все модели этого производителя оборудованы автоматическим и ручным управлением. Настраиваются не только обороты ротора, но и деблокирующие функции, включая величину давления в системе.

Компания DAB. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российский рынок, более 40 лет представляя центробежные насосы. Особенностью продукции DAB являются применяемые на панели управления дисплеи, очень удобные для взаимодействия с установкой и контролем процесса работы.

Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует уже более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудования различного назначения. Следует отметить, что этот производитель является явным и давно признанным профильного рынка. Впечатляет плодотворность и творческий подход компании, выпускающей на рынок до сотни новых моделей своей продукции ежегодно.

Оборудование этого производителя для систем отопления выходит под маркировкой UPS и линейка продукции предназначается как для бытового применения, так и для промышленного. Главной особенностью циркулярных насосов для отопления является их пригодность к работе в очень широком диапазоне температур: от -25о до +110оС.

Линейка продукции UPS может работать с применением 3-х режимов производительности.

Компания Джилекс. Отечественный производитель циркулярных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.

Агрегаты отличаются неприхотливостью в работе, могут обеспечить активную циркуляцию в отопительных сетях теплоносителей различной плотности, что определяет широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка бесступенчатая. Выгодно отличается от конкурентов уровнем цен.

Заключение

Выбор циркулярного насоса для системы отопления и его расчет позволят потребителю сделать оптимальную покупку для реальных условий конкретного помещения.

Предложенные здесь варианты предварительной оценки необходимого оборудования позволяют уверенно сделать такой выбор. Успехов вам!

Другие факторы, влияющие на выбор

На подбор циркуляционного насоса для системы отопления, кроме рассмотренных выше, основных его параметров характеристики влияют и другие факторы, такие как: надежность, качество изготовления, температурный режим эксплуатации, стоимость, способ соединения и др.

Качество изготовления, надежность и долговечность, как правило, напрямую связаны со стоимостью. Производители, которые предлагают надежные и качественные модели, например: «Grundfos» (Дания), «Wilo» (Германия), «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo» (Италия), соответственно и оценивают свою продукцию.

Циркуляционный насос wilo в системе отопления

Отечественные или китайские модели стоят дешевле, но и гарантия их качества, соответственно, ниже. Здесь уже выбор каждый должен сделать сам, выбрать качественное изделие за более высокую цену или купить более дешевый циркуляционный насос, с сознанием того, что возможно его в скором времени придется менять.

Кроме этого, при выборе необходимо обратить внимание на тип и диаметр соединения насоса с трубами системы. Некоторые модели комплектуются соединительными элементами типа «американок», а к некоторым придется подбирать самостоятельно

Еще один параметр, на который необходимо обратить внимание – температурный режим эксплуатации циркуляционного насоса, который должен быть в паспорте

Особенно это важно, если он будет устанавливаться на подающей трубе в системе с твердотопливным котлом. В этом случае, максимально допустимая температура должна быть не менее 110°С

Если же, насос будет устанавливаться на «обратке», то это не столь важно, так как температура на входе котла редко превышает 80°С.

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.

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.

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.

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.