Использование отопительной системы, в которой поток теплоносителя движется под воздействием гравитации, имеет определенные плюсы благодаря энергонезависимости и простоте конструкции. Но этот вид отопления эффективен для небольших одноэтажных построек с единственным контуром и расположением теплоагрегата в нижней точке системы. При несоблюдении одного из данных условий потребуется хотя бы один циркуляционный насос.
| Типы насосов | |
| С ротором, отделенным от теплоносителя (сухой).
| Устройства имеют преимущество в виде экономичности за счет высокого (80%) КПД. Но высокая шумность, необходимость в частом профилактическом обслуживании и небольшой срок эксплуатации (до 3 лет) сводит преимущество к минимуму. |
| С ротором, работающем в среде теплоносителя (мокрый). | Агрегаты с «мокрым» ротором, имеют относительно низкий КПД (около 50%). По всем остальным позициям опережают «сухой» вариант:
Поэтому в системах частных домов, коттеджей, небольших производственных и общественных зданий устанавливают насосы с «мокрым» ротором. |
Циркуляционный насос для отопления: конструктивные особенности
Насос с «сухим» ротором представляет собой агрегат, состоящий из силового устройства в виде асинхронного двигателя и перекачивающего механизма – насоса. Различают две группы подобных агрегатов:
Консольные (К).
Консольные агрегаты отличаются тем, что насос и двигатель крепятся отдельно на общую платформу, валы агрегатов центруют и соединяют специальной муфтой. Показатель условного прохода механизмов данного типа определяется параметрами напорного патрубка, параметры всасывающего патрубка всегда больше. Консольные насосы предназначены для промышленного применения, они актуальны для сетей с высоким давлением, обеспечивая прокачку по магистралям значительной длины или подачу жидкости на верхние этажи.
- Консольно-моноблочные (КМЛ).
Консольно-блочные агрегаты выполнены в виде моноблока ‒ насос и двигатель имеют общий вал. Ротор двигателя защищен от теплоносителя системой, состоящей из уплотнительных колец. Кольца отполированы и подогнаны, постоянная смазка исключает трение между ними. Блочные устройства являются низконапорными конструкциями. Их применяют для общедомовых нужд многоэтажных домов.
В моноблочных устройствах с «мокрым» ротором, работающий в среде теплоносителя ротор изолирован от статора «стаканом» – цилиндрическим элементом из нержавеющей, немагнитной стали. В некоторых моделях «стакан» оснащен винтом для удаления воздуха из системы. Крыльчатка – рабочее колесо имеет жесткое соединение с ротором, вал насоса может быть выполнен из металла или керамики. В «мокрых» системах применяют керамические подшипники скольжения и подшипники из графита. В зависимости от моделей и назначения корпус изготавливают из чугуна, нержавеющей стали или цветных металлов. К корпусу крепится улитка с патрубками для входа и выхода теплоносителя.
В целях экономии электроэнергии «мокрые» насосы имеют функцию изменения скорости вращения. Изменить этот параметр позволяет многосекционная обмотка статора. Обычно предусмотрены 3 скорости, регулирующие вращение, в соответствии изменением количества оборотов ротора уменьшается или увеличивается подача насоса. У механизмов со встроенными автоматическими регуляторами изменение происходит в бесступенчатом режиме.
Подбор насоса по характеристикам
Чтобы устройство соответствовало системе, учитываются несколько характеристик:
- тепловая мощность, то есть количество единиц объема и температура, перекачиваемой по магистрали жидкости за единицу времени;
- рабочие условия – величина сопротивления магистрали с учетом фитингов, запорных устройств, изгибов труб, плотности и температуры теплонесущей среды;
- диаметр труб и максимальное давление в сети;
- скорость циркуляции и напорные параметры.
Для вычисления необходимой производительности насоса применяется следующая формула: G = Q/ (1,16 х D), где Q– необходимое тепло в ваттах, 1,16 – коэффициент теплоемкости, в данном случае это вода, D – интервал температур между прямой и обратной трубами. Числовое значение индекса Q определяется с учетом многих параметров, в том числе характеристики строительных материалов, из которых возведен дом, возможности котла и конструкция отопительной системы. Средний показатель оценивается в 0,1 кВт (100 Вт) на 1 м2. Разница температуры между прямой трубой и обратной для системы с радиаторами составляет 20°C, для низких конвекторов ‒ в пределах 10°C, а для «теплого пола» – 5°C. Результат вычислений получается в соотношении веса ко времени (кг/час), но в характеристиках насоса производительность указана в кубометрах, поэтому нужно килограммы перевести в кубометры с учетом плотности теплоносителя.
Формула для подсчета напора выглядит так: H = RxLxZ. Для упрощения вычислений показатель сопротивления магистрали Z считают равным 1,3, сопротивление прямых участков R– 0,015 атм/м, а L –длина всей магистрали. К полученному результату добавляют 10% – насос с таким напором, выраженным в атмосферах, будет оптимальным для системы.
По скорости циркуляции жидкости, рациональным выбором станет механизм с возможностью переключения скорости. Он позволит в автоматическом или ручном режиме изменять данный параметр в соответствии с погодными условиями. Для бесшумной циркуляции жидкости скорость не должна выходить за рамки в 1,6 м/сек.
Диаметр трубопровода имеет непосредственное влияние на работу насоса – чем меньше диаметр, тем больше нагрузка. Выбирая циркуляционное устройство, следует обратить внимание на его температурные характеристики, обозначенный в паспорте предел в 110°C и выше гарантирует корректную работу в любых системах отопления. Так как давление в небольших автономных системах не превышает показатель в 3–4 атм, то больших проблем для насоса по этой характеристике не предвидится.