Циркуляционный насос – гидродинамический агрегат, предназначенный для осуществления движения теплоносителя по системе отопления. Насосы применяются чаще всего в закрытых схемах комплекса отопления, могут использоваться для модернизации гравитационных систем обогрева помещений. Материал статьи расскажет об устройстве, видах, условиях монтажа и выбора насосного оборудования для отопления.
Содержание
Виды и устройство циркуляционных насосов
Подавляющее большинство насосных агрегатов для отопления являются устройствами центробежного типа. В состав насоса входят следующие основные элементы:
- Корпус насоса;
- Рабочее колесо;
- Электродвигатель;
- Электрическая часть.
Принцип работы центробежного насоса основан на создании давления жидкости у стенки корпуса агрегата (улитки) под воздействием центробежной силы. Центробежная сила возникает от вращения рабочего колеса, снабженного лопатками различной конфигурации.
Усилие для вращения рабочему колесу придает электродвигатель. Под воздействием центробежной силы жидкость покидает улитку через патрубок, всасывание производится через второй патрубок с некоторым разряжением.
Корпус насоса производят из стали, латуни или чугуна. Рабочее колесо выполняется обычно из материалов, не подверженных коррозии – нержавеющей стали, латуни, прочных полимеров. Электродвигатели, в зависимости от мощности, делятся на однофазные (220В) и трехфазные (380В). Для автономных систем применяются однофазные насосы, трехфазные насосные агрегаты используются в сетях отопления значительных объемов.
Электрическая часть насоса отвечает за присоединение насоса к сети питания. Система управления насосом может иметь две конфигурации:
- Односкоростной;
- Многоскоростной.
Многоскоростные насосы чаще всего имеют 3 скорости вращения электродвигателя, переключение производится соответствующим переключателем. Кроме того, агрегаты иногда оборудуются датчиками перегрева и «сухого» хода. Они предохраняют двигатель от перегрева и сгорания, особенно в «мокрых» версиях насоса.
По устройству и способу установки насосы для систем отопления делят на 2 вида:
- Сухие;
- Мокрые.
В насосах «сухой» конфигурации электродвигатель отделен от рабочей камеры и колеса системой уплотнений. Двигатель имеет воздушное охлаждение – оно реализуется за счет теплоотдачи с оребрения корпуса и работы колеса вентилятора, установленного на вал с противоположной насосу стороны.
Агрегаты «сухой» версии насоса характеризуются высоким КПД (до 80 – 85%), высоким уровнем шума, необходимостью регулярной смазки подшипников.
Применяются ввиду высокой мощности обычно в крупных системах отопления.
«Мокрые» насосы имеют каналы протока теплоносителя вокруг ротора. За счет этого осуществляется общее охлаждение элементов насоса – ротора, заключенного в специальный стакан, подшипников, статора. Подшипники таких насосов не требуют смазки.
По способу присоединения насосы делятся на фланцевые и резьбовые. Резьбовые насосы имеют диаметр резьбы от ¾ до 2 дюймов, присоединяются с помощью накидных гаек. Устройства с диаметром патрубков в 40 – 50 мм и выше обычно оснащаются фланцами для подключения.
Для выведения воздуха из корпуса насоса агрегаты оборудуются ручным или автоматическим элементом удаления воздуха. Ручная версия выглядит как винт по шлицевую отвертку, автоматическая удаляет воздух без вмешательства человека.
Выбор и установка насоса для отопления
Подбор насоса для комплекса отопления производится по нескольким показателям:
- Напор;
- Производительность;
- Тип насоса;
- Марка (производитель) устройства.
Главные характеристики насоса – напор и производительность. Напор – показатель давления, создаваемого устройством, измеряется в метрах водяного столба (м.вод.ст.) или кгс/см2. Величина давления характеризует способность насоса преодолевать гидравлические сопротивления элементов системы – трубопроводов, фитингов, запорной арматуры, приборов отопления, котла, обеспечивая при этом требуемый расход теплоносителя.
Производительность – массовый расход теплоносителя в единицу времени, измеряется в м3/час или л/мин. Для определения этих характеристик существуют довольно сложные методики, использовать которые любителю не всегда удастся. Поэтому по статистическим данным составлена общая укрупненная методика подбора технических показателей насоса.
Напор устройства выбирается из расчета создания давления в 0,6 м.вод.ст (0,065 кгс/см2) на каждые 10 погонных метров длины трубопроводов. Для определения напора суммируют все участки трубопроводов, умножают их на 0,6 и делят произведение на 10. Например, для системы с суммарной длиной труб 200 метров напор составит 200 х 0,6 / 10 = 12 метров водяного столба или 1,2 кгс/см2.
Производительность насосного устройства определяют по тепловой мощности теплогенератора системы отопления. На 1 кВт мощности котла принимают минимальный расход 1 литр теплоносителя в минуту (60 л/час или 0,06 м3/час). Например, для котлоагрегата номинальной мощностью 31 кВт потребуется насос с производительностью не менее 31 л/мин (1,86 м3/час).
После определения характеристик напора и производительности выбирается модель насоса. Все ведущие производители насосов (GRUNDFOS, DAB, WILO) имеют каталоги с диаграммами характеристик насоса для каждой модели. По рассчитанным значениям (1,2 кгс/см2 и 1,86 м3/час) определяют точку пересечения на кривой диаграммы. Если она находится во второй трети кривой, то модель насоса соответствует рассчитанным значениям.
Не менее важным является репутация производителя. Наибольшей популярностью в нашей стране пользуются изделия зарекомендовавших себя зарубежных производителей — DAB, WILO, GRUNDFOS.
При приобретении насоса следует обратить внимание на температурный режим работы – температура перекачиваемой среды должна быть не менее 1100С. Также рекомендуется приобретать многоскоростные насосы – это дает возможность дополнительного регулирования режима циркуляции системы отопления за счет изменения объемного расхода теплоносителя.
Насосы обычно применяются в закрытых системах отопления. Перед агрегатом рекомендуется установить сетчатый фильтр грубой очистки – он предохраняет рабочее колесо от засорения и повреждения крупными частицами. Для снятия насоса (замены или профилактики) следует перед устройством и после него установить шаровые краны.
В открытых системах, напротив, насос при модернизации системы устанавливается именно на байпас. При отключенном агрегате система будет работать, циркуляция будет проходить по основному трубопроводу.
Установка циркуляционных насосов «сухого» и «мокрого» типа имеет свои особенности. Ориентация «сухого» насоса в пространстве не регламентируется, а вот «мокрый» насос следует устанавливать с расположением вала двигателя строго горизонтально.
При ином способе установки двигатель устройства не будет охлаждаться и сгорит.
Монтаж насоса следует производить в соответствующем направлении – для этого на корпусе изделия нанесена стрелка направления движения теплоносителя. Установку циркуляционных насосов рекомендуется производить на обратном трубопроводе около котла. Теплоноситель в этом месте имеет самую низкую температуру и создаются наиболее оптимальные условия для охлаждения устройства. Благодаря щадящему режиму эксплуатации срок службу насоса увеличивается.
Зачастую крупные системы отопления комплектуются не одним мощным насосом, а группой агрегатов небольшой мощности. Ими оснащаются отдельные ветки и контура сети, обычно от общего распределительного коллектора.
Такое техническое решение имеет свои выгоды. При выходе из строя главного насоса вся система перестает функционировать. Наличие отдельных насосов позволяет сохранить работу большей части системы. Кроме того, сбалансировать систему с отдельными насосными агрегатами значительно легче, чем с одним мощным устройством.
Большинство современных комплексов отопления оборудуются по закрытому типу и циркуляционный насос является обязательным элементом системы. С помощью насоса улучшаются общие характеристики открытых схем обогрева. Поэтому правильный, грамотный выбор насоса является важнейшим этапом в разработке системы отопления. Верно подобранный циркуляционный насос обеспечит бесперебойную, качественную работу отопления и минимальный расход топлива, равномерное распределение тепла по помещениям.