Отопление в частном доме с применением циркуляционных насосов

Проверка работы и запуск

Завершающий этап монтажной сборки – проверка оборудования. Вначале нужно заполнить систему теплоносителем, затем с помощью кранов, вентилей клапанов, выпустить воздух.

Включение насоса нужно испробовать два – три раза подряд: прослушать ровность гудения, изменение тональности требует перенастройки. Легкость запуска двигателя свидетельствует об исправности системы, при появлении торможения, нужно вызвать мастера.

Если циркуляционный насос греется, емкость нуждается в очистке от загрязнения, либо внутрь попало инородное тело.

Другая причина – не хватает напряжения сети. Перегрев при недостаточной смазке деталей подшипников приводит к сгоранию аппарата.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Насос для отопления в частном доме из 2 – 3 этажей необходим для экономии: прокладка труб меньшего диаметра, быстрая циркуляция воды не допускает остывания теплоносителя в большом контуре системы, освобождает от образования воздушных пробок, снижаются расходы на электроснабжение. Главное условие бесперебойного функционирования работы: – подобрать надежный прибор и правильно установить насос на отопление.

Выбор расширительного бака для закрытого отопления

Теплоносителем в отопительных системах частных домов обычно является обычная вода. При нагреве вода имеет свойство расширяться, тем самым увеличивая давление в системе. Если давление в герметичной системе превысит критическую точку, то может произойти прорыв трубопровода. Как сделать закрытую систему отопления, которая не будет повреждать трубы?

Для решения этой проблемы были созданы расширительные бачки, которые позволяют устранить излишки жидкости, тем самым предотвращая повышение давления.

Расширительный бак состоит из двух частей: металлического корпуса и эластичной диафрагмы, которая находится внутри и разделяет корпус на две половинки. «Задняя» часть бака заполняется воздухом или газом, а в нижнюю часть попадает расширившаяся жидкость. Когда температура повышается, вода продолжает увеличиваться в объеме, воздействуя на мембрану, которая начинает сжиматься.

Мембраны в баках могут быть двух типов:

1. Фиксированная. Такая мембрана закрепляется по периметру расширителя и обеспечивает стабильную работу, но в случае ее повреждения необходимо будет менять весь бак.
2. Сменная. Мембраны данного типа обычно производятся в виде объемных резиновых изделий, которые заполняются водой. Сменные мембраны устанавливаются на фланце бака, а в случае их разрыва замену можно произвести самостоятельно.

Заключение

Система отопления является важным элементом дома, и ее расчет необходимо выполнять в соответствии со всеми правилами. Вопрос, что лучше: закрытая система отопления своими руками или же построенная профессионалами – остается открытым, но он не является самым важным.

Очень важно выбрать правильные элементы системы, которые обеспечат максимальную эффективность и экономичность, будут надежными и качественными. Закрытая система отопления, схема которой изображена на фото, может стать отличным выбором, обеспечивающим выполнение всех требований. Если все было выполнено верно, то закрытая отопительная система будет обогревать здание на протяжении многих лет, создавая уютную и комфортную обстановку

Если все было выполнено верно, то закрытая отопительная система будет обогревать здание на протяжении многих лет, создавая уютную и комфортную обстановку.

Насос в системе отопления

Насосы циркуляционные (ЦН) — это оборудование гидравлического типа, обеспечивающее принудительный кругооборот теплоносителя через котел по замкнутой трубной линии с радиаторами. Прибор можно настраивать на различные режимы напора.

Насос для отопления — обязательная, подразумевающаяся по умолчанию часть схемы. Только расширительный бак (гидроаккумулятор) не сможет обеспечить полноценное функционирование оборудования. Исключение составляют системы с естественным кругооборотом, но и для них зачастую рекомендованы насосы для подстраховки и улучшения работы при необходимости.

Значение насоса

Именно от параметров циркуляции, которую обеспечивает помпа, зависит качество отопления. Если контур имеет большую протяженность, с подъемами на верхние этажи, то потребуются повышенные технические возможности изделия, более интенсивное отопление предполагает увеличенную скорость потока.

Насос в систему отопления ставят для обеспечения:

• циркуляции;
• равномерности распространения ресурса с заданной интенсивностью, для наиболее оперативного, результативного прогрева.

Помпа повышает интенсивность течения, тепло быстрее поступает на радиаторы, соответственно, более оперативно происходит нагрев, его уровень выше, помещение протапливается за меньшее время. Нагрузка на котел при этом понижается, поскольку вода обрабатывается стремительнее. С циркуляционными насосами отпала потребность в громоздких, неудобных трубах значительного диаметра, контуры стало проще маскировать под отделкой, размещать внутри стен.

Когда устанавливают насосы в отопление

Установка насоса в систему отопления потребуется в таких случаях:

• для повышения эффективности котельных комплексов. В нашем случае — для отопительных систем (автономных индивидуальных) для квартиры, частного дома. Реже применяют схемы с естественным кругооборотом, но и им зачастую нагнетатель требуется для подстраховки;
• когда естественное продвижение теплоносителя невозможное или слишком слабое. А также для преодоления инерционности схемы;
• если на теплогенераторе нет насосного узла;
• для схем с двухтрубной разводкой, дающих возможность настраивать нагрев каждой отдельной батареи.

Отдающая тепло жидкость должна протекать по замкнутой линии (контуру), с определенными регулируемыми скоростными параметрами для эффективного обогрева для разных условий.

4 Как правильно подобрать насос?

Чтобы правильно подобрать циркуляционный насос для системы отопления, нужно учесть, что устройство должно отвечать определенным критериям:

• продуктивность работы помпы;
• давление помпы, напор;
• условия работы;
• внешние аспекты – уровень шума, размеры, обслуживание.

Составляющие циркуляционного насоса с мокрым ротором

4.1 Расчет производительности помпы

Производительность помпы подразумевает количество перегоняемого теплоносителя, его расход при наименьшей загрузке устройства. Чем выше производительность, тем лучше.

Расчет насоса по критерию производительности можно по формуле: Q = N / (t 2 – t 1). где Q – искомая величина производительности,N – соответствует мощности отопительного котла,t1 – величина температурыжидкости в «обратке» контура, t2 – показатель температуры в подающем отсеке, после отопительного котла.

4.2 Давление устройства

Давление аппарата – уровень, на который устройство сможет поднять воду в контуре отопления. Обычно этот параметр указывают в документах к механизму и на самой помпе.

Например, насосы для отопления моделиGRUNDFOSUPS25-40. Цифры в этой марке означают:

40 – высота подъема жидкости – 4 м или 0,4 атм. давления

Эту величину берут во внимание в первую очередь, выбирая насос.
25 – диаметр присоединяемых труб – 25 мм. Обычно используют трубы диаметром 32 и 25 мм.

4.3 Внешние аспекты

Работа устройства и необходимое количество тепла зависят также от температуры окружающей среды. Неправильно подобранный насос может начать перегреваться, потому как может не справиться с чрезмерной нагрузкой.А значит,перед тем, как рассчитать необходимые параметры устройства, следует хорошо знать характеристики котла и отопительной системы.

Схема установки циркуляционного насоса

4.4 Расчет мощности

Мощность циркуляционного насоса для отопления зависит от площади помещения, которая отапливается. К примеру, площадь равна 200 м 2. Чтобы в здании было тепло, придерживаются примерного соотношения: 1 кВт тепловой энергии на 10 м 2. Следовательно, на данную площадь потребуется 20 кВт.

Далее следует рассчитать разницу температур на подающем и обратном контуре. Специалисты советуют в пределах 10ᵒС. Производят расчет мощности: 20:10=2. Рассчитанный таким образом параметр и есть мощность помпы, измеряемая в м 3 /ч.

Расчет циркуляционного насоса производят также по параметрам количества необходимого тепла, сопротивления труб, расхода электроэнергии, предельного уровня температуры.

Циркуляционные насосы для систем отопления: технические характеристики

Подавляющее большинство существующих схем включает в себя ту или иную модификацию циркуляционного нагнетателя. Основными техническими характеристиками, по которым выбирается необходимое устройство являются:

Производительность агрегата. От производительности насоса зависит количество теплоносителя, перекачиваемого в единицу времени. Значение этого параметра зависит от длины трубопроводов, количества поворотов, наличия вертикальных участков и т.д;

Напорные характеристики показывают, на какую максимальную высоту данное устройство может поднять весь столб теплоносителя;

Рабочее напряжение электросети. Различные модели могут подключаться как к однофазной, так и к трехфазной сети;

Номинальная мощность насоса. При возможности работы в нескольких режимах, в паспорте изделия указывают показатели мощности и силы тока для каждого скоростного режима. Большинство существующих устройств рассчитано на 55 – 75 Вт.

Допускаемая температура среды. При выборе оборудования, целесообразно остановиться на модели, способной выдерживать температуру теплоносителя 110 С;

Монтажные размеры устройства включают в себя диаметр резьбы входного и выпускного патрубка (для домашнего использования это, чаще всего, 1 или 1,25 дюйма) и установочные габариты (у наиболее распространенных моделей она может быть 130 или 180 мм);

Уровень защиты электрооборудования (двигателя). Бытовые системы оснащаются циркуляционными насосами с классом защиты IP44. Обозначение свидетельствует, что полностью исключено попадание в полость корпуса абразивных частиц размером более 1 мм, а электрооборудование надежно защищено от брызг и конденсата;

Предельное давление жидкости в выпускном патрубке, у бытовых модификаций это значение редко превышает 10 бар.

Виды насосов

При покупке циркуляционного насоса важно знать, что данные системы бывают трех видов. Основным различием является энергоисточники — воздушные, грунтовые или жидкие (вода). Система, работающая от грунтовой энергии, эффективна, но больше подходит для частных домов

Температура почвы не подвергается резким скачкам, и поэтому такой метод считается стабильным

Система, работающая от грунтовой энергии, эффективна, но больше подходит для частных домов. Температура почвы не подвергается резким скачкам, и поэтому такой метод считается стабильным.

Воздушные насосы часто используются в России, реализация данного способа отопления не составит особого труда.

Система с водным источником энергии сегодня является наиболее эффективной и популярной — источником тепла может служить система водоснабжения или даже водоем.

Грунтовой энергоисточник — это проверенный и надежный способ, при наличии небольшого земельного участка энергия грунта используется для обогрева. Стабильность метода заключается в сохранении практически неизменной температуры почвы в течение многих лет.

Расчет циркуляционного насоса

Циркуляционный насос в отопительной системе дома должен решать главную задачу: обеспечивать достаточную для отдачи нормированного количества прокачку рабочего тела. То есть, прокачивать по трубам проходить такой объем теплоносителя, который при остывании в одном цикле передаст воздуху комнат энергию, указанную в СНиП (как минимум).

При расчете используются нормы для самого холодного времени года. А именно, при требованиях отдачи тепла на уровне 173-177 Вт/кв.м в условиях температуры воздуха на улице от -25 до -35 градусов. Данная норма действительна для одно- и двухэтажных строений. В домах большей высоты принимается отдача в 100 Вт/кв.м.

По данным показателям вычисляется, в первую очередь, мощность главного нагревателя, электрического, газового, жидко или твердотопливного котла. Основной параметр циркуляционного насоса, расход или производительность, быстро и удобно вычисляется на основании характеристик отопителя. Для этого достаточно поделить мощность котла в Ваттах на дельту температур, показатель остывания воды за один рабочий цикл. Это разница между подачей и обраткой. На практике ее принимают равной 20-25, так как на выходе котла теплоноситель имеет 80-95%, а после прохода через батареи от 60 до 70 градусов Цельсия.

Однако вычислить производительность насоса — только половина дела. Его характеристик должно быть достаточно для преодоления гидравлического сопротивления всей сети труб внутри дома. Оно приводится к параметру напора насоса в таком соотношении: 100 Па/м соответствует 0,01 м.

Для расчета гидравлического сопротивления трубной сети внутри дома игнорируют его этажность. Причина проста: длина труб подъема воды от котла практически всегда равна протяженности обратки. Для расчета гидравлического сопротивления обычно используют специальные формулы, учитывающие все особенности распределительной сети.

Пример расчета циркуляционного насоса

Есть и упрощенный вариант расчета. В расчете используются следующие допущения:

• один метр прямой трубы создает сопротивление от 100 до 150 Па на каждый метр, в зависимости от материала;
• использование фитингов увеличивает сопротивление сети на 30%;
• при использовании трехходовых смесителей нужно добавить еще 20% от прямого сопротивления к конечному результату.

Порядок расчета выглядит так: сначала измеряют общую протяженность труб. Умножая ее на нормированное сопротивление, получают базовый результат. Затем к нему добавляют потери. То есть, прибавляют проценты для фитингов, смесителей, поворотов. Если сеть построена по однотрубной схеме и в радиаторах используются терморегулирующие вентили, к итоговому результату добавляют 70% от базового значения сопротивления.

Существует мнение, что полученные в итоге расчетов целевые параметры циркуляционного насоса описывают технический максимум. А на практике можно взять устройство с заниженными показателями. Однако упрощенный расчет означает достаточно серьезный люфт в итоговых результатах. Множество факторов остаются неучтенными.

Разновидности циркуляционных насосов

Насос с «мокрым» ротором выполняется в корпусе из нержавеющей стали, чугуна, бронзы или алюминия. Внутри находится керамический или стальной двигатель

Чтобы понять, как работает это прибор, необходимо знать отличия между двумя видами циркуляционного насосного оборудования. Хоть принципиально схема системы отопления на базе теплового насоса не меняется, два вида таких агрегатов отличаются особенностями работы:

1. Насос с «мокрым» ротором выполняется в корпусе из нержавеющей стали, чугуна, бронзы или алюминия. Внутри находится керамический или стальной двигатель. Крыльчатка из технополимера крепится на валу ротора. При вращении лопастей крыльчатки приводится в движение вода в системе. Эта вода одновременно выполняет функции охладителя двигателя и смазки для рабочих элементов прибора. Поскольку схема «мокрого» прибора не предусматривает использования вентилятора, работа агрегата проходит практически бесшумно. Такое оборудование работает только в горизонтальном положении, иначе прибор просто перегреется и выйдет из строя. Главные преимущества мокрого насоса в том, что он не нуждается в техническом обслуживании, а также обладает отличной ремонтопригодностью. Однако КПД прибора всего 45 %, что является небольшим недостатком. Но для бытового использования этот агрегат подходит как нельзя лучше.
2. Насос с «сухим» ротором отличается от своего собрата тем, что его двигатель не соприкасается с жидкостью. В связи с этим агрегат обладает меньшей долговечностью. Если прибор будет работать «на сухую», то риск перегрева и выхода из строя невысокий, однако появляется угроза нарушения герметичности из-за истирания уплотнителя. Поскольку КПД сухого циркуляционного насоса составляет 70 %, его целесообразно применять для решения коммунальных и производственных задач. Для охлаждения двигателя схема прибора предусматривает использование вентилятора, который и вызывает повышение уровня шума во время работы, что является недостатком этой разновидности насосов. Поскольку в данном агрегате вода не выполняет функции смазки для рабочих элементов, в ходе работы агрегата периодически необходимо проводить техосмотр и выполнять смазку деталей.

В свою очередь «сухие» циркуляционные агрегаты по типу установки и соединения с двигателем делятся на несколько видов:

• Консольные. В этих приборах у двигателя и корпуса есть своё место. Они разделены и прочно зафиксированы на нём. Приводной и рабочий вал такого насоса объединяет муфта. Для установки такой разновидности прибора потребуется соорудить фундамент, а обслуживание этого агрегата довольно затратное.
• Моноблочные насосы могут эксплуатироваться на протяжении трёх лет. Корпус и двигатель располагаются отдельно, но объединяются моноблоком. Колесо в таком приборе устанавливается на валу ротора.
• Вертикальные. Срок использования этих приборов доходит до пяти лет. Это герметичные усовершенствованные агрегаты с уплотнителем с торцевой стороны, изготовленным из двух отполированных колец. Для изготовления уплотнителей используется графит, керамика, нержавеющая сталь, алюминий. Когда прибор работает, эти кольца вращаются относительно друг друга.

Также в продаже есть более мощные приборы, имеющие два ротора. Такая сдвоенная схема позволяет повысить производительность прибора при максимальной нагрузке. В случае выхода одного из роторов, второй может взять на себя его функции. Это позволяет не только усилить действие агрегата, но и экономить электроэнергию, ведь при снижении потребностей в тепле, работает только один ротор.

Необходимость циркуляционных насосов

Прежде чем мы расскажем, как правильно установить циркуляционный насос для отопления вашего жилища, поговорим немного о том, для чего он нужен в отопительной системе. Тонкие пластиковые трубы появились в продаже совсем недавно. Их предшественниками являются более толстые металлические трубы большого диаметра. Обладая солидным запасом прочности и повышенной пропускной способностью, они обеспечивали беспрепятственное протекание теплоносителя по системе отопления.

Водяные насосы раньше были не нужны, так как толстые трубы не создавали серьезного гидростатического сопротивления. Следует отметить и конструкцию старых отопительных приборов – их внушительные внутренние объемы не создавали особых препятствий для протекания теплоносителя. Только вот монтировать контуры нужно было по особой схеме:

• От котла устанавливалась высокая труба, поднимающая теплоноситель выше всех отопительных приборов;
• В самой высокой точке монтировался расширительный бачок;
• Подающая труба монтировалась под наклоном, чтобы теплоноситель беспрепятственно тек в сторону радиаторов;
• Обратная труба нужно было монтировать под наклоном в сторону отопительного котла.

Такая схема, не включающая в себя водяные насосы, обеспечивала отличную работу отопления.

Проблемы создавались только в том случае, если нужно было обогреть большой дом. В этом случае теплоноситель тек по системе с затруднениями, так как большой контур создает высокое сопротивление. Чем длиннее трубы и чем больше отопительных приборов, тем больше препятствий. В двухэтажных особняках сопротивление и вовсе достигает высочайших величин. Как следствие мы наблюдаем:

Озвученные проблемы решаются двумя способами – более тщательной проработкой схемы системы отопления или применением водяного насоса.

• Неравномерный прогрев системы отопления;
• Холодные ответвления;
• Перегрев котловой воды.

Как выбрать насос для циркуляции?

Для того чтобы правильно сделать выбор, необходимо в первую очередь определить все параметры отопительной системы, и какое количество тепла будет необходимо, чтобы создать комфортные условия проживания в частном доме

Такой сложный расчет под силу только специалисту, который примет во внимание большое количество параметром и показателей:

• Климатические условия региона, где возведен частный дом;
• Из чего построен дом, то есть использованные материалы. Здесь в расчет берутся и стены, и пол, и перекрытия, и кровля.
• Утепление дома – произведено или нет.
• Какие окна установлены и их количество.
• Вентиляция дома.
• И так далее.

В результате сбора информации и расчетов можно вычислить точный объем необходимой подачи тепла, которая измеряется кубометрами, пройденными в системе за один час (куб м/час). По этому объему и будет подбираться циркуляционный насос. Если производится реконструкция отопления, то агрегат подбирается под уже готовую систему.

Несколько слов по поводу бесшумной работы. Обычно шум в трубах возникает по двум причинам: неправильно подобран насос в системе отопления или внутри ее образовались воздушные пробки. В первом случае придется пересчитать параметры насоса, а вот во втором просто правильно подойти к заполнению системы водой. Что для этого необходимо сделать?

1. Система заполняется полностью.
2. Удаляется воздух через воздушные клапаны.
3. Включается котел.
4. Включается циркуляционный насос, который должен поработать минут так десять-пятнадцать.
5. Выключаете насос и удаляете воздух через клапаны.
6. Проверьте давление внутри системы отопления и по необходимости добавьте в нее воды.
7. Включайте насос и регулируйте его.

Теперь возвращаемся к вопросу по поводу простоя и запуска агрегата. Длительный простой никоим образом не влияет на качество эксплуатации

Здесь важно понять один момент, что иногда внутри насоса собираются иловые отложения, которые необходимо чистить. Как это сделать? Все просто

Циркуляционный насос имеет три скорости вращения ротора, поэтому для его очистки необходимо включать агрегат на самый максимальный режим эксплуатации. В таком режиме все отложения быстро выйдут из него. Если насос регулируемый, то он снабжен системой деблокировки, которая помогает самоочищению модели.

Как выбрать насос для отопления

Лучше всего подходят для установки специальные малошумные циркуляционные насосы центробежного типа с прямыми лопастями. Они не создают избыточно большого давления, а проталкивают теплоноситель, ускоряя его движение (рабочее давление индивидуальной системы отопления с принудительной циркуляцией 1-1,5атм, максимальное – 2атм). Некоторые модели насосов имеют встроенный электропривод. Такие устройства можно устанавливать прямо в трубу, их называют еще «мокрыми», а есть устройства «сухого» типа. Отличаются они только правилами монтажа.

При установке любого типа циркуляционного насоса желательна установка с байпасом и двумя шаровыми кранами, которые позволяют снять насос для ремонта/замены без останова системы.

Подключать насос лучше с байпасом — для возможности его ремонта/замены без разрушения системы

Установка циркуляционного насоса позволяет регулировать скорость продвижения теплоносителя по трубам. Чем активнее движется теплоноситель, тем больше тепла он разносит, а значит, помещение нагревается быстрее. После того, как заданная температура достигнута (отслеживается или степень нагрева теплоносителя или воздуха в помещении в зависимости от возможностей котла и/или настроек), задача меняется – требуется поддерживать заданную температуру и скорость потока уменьшается.

Для системы отопления с принудительной циркуляцией недостаточно определиться с типом насоса

Важно рассчитать его производительность. Для этого, прежде всего, нужно знать теплопотери помещений/зданий, которые будут отапливаться. Они определяются исходя из потерь в самую холодную неделю

В России они нормированы и установлены коммунальными службами. Они рекомендуют использовать следующие величины:

Они определяются исходя из потерь в самую холодную неделю. В России они нормированы и установлены коммунальными службами. Они рекомендуют использовать следующие величины:

• для одно- и двухэтажных домов потери при самой низкой сезонной температуре -25 о С составляют 173Вт/м 2. при -30 о С потери 177 Вт/м 2 ;
• многоэтажные дома теряют от 97Вт/м 2 до 101Вт/м 2 .

Исходя из определенных теплопотерь (обозначаются Q) можно найти мощность насоса по формуле:

c – удельная теплоемкость теплоносителя (1,16 для воды или другое значение из сопроводительных документов к антифризу);

Dt – разница температур между подачей и обраткой. Этот параметр зависит от типа системы и составляет: 20 о С для обычных систем, 10 о С для низкотемпературных и 5 о С для систем теплого пола.

Полученную величину нужно перевести в производительность, для чего нужно разделить на плотность теплоносителя при рабочей температуре.

В принципе, можно при выборе мощности насоса для принудительной циркуляции отопления руководствоваться усредненными нормами:

• с системах, обогревающих площадь до 250м 2. используют агрегаты производительностью 3,5м 3 /ч и создаваемым напором 0,4атм;
• на площадь от 250м 2 до 350м 2 требуется мощность 4-4,5м 3 /ч и давлением 0,6атм;
• в системы обогрева площади от 350м2 до 800м2 устанавливают насосы производительностью 11м 3 /ч и давлением в 0,8атм.

Но учесть нужно, что чем хуже утеплен дом, тем большие мощности оборудования (котла и насоса) могут потребоваться и наоборот – в хорошо утепленном доме могут потребоваться половинные от указанных величины. Эти данные – средние. То же самое можно сказать относительно создаваемого насосом давления: чем уже трубы и более шероховатая их внутренняя поверхность (выше гидравлическое сопротивление системы), тем выше должно быть давление. Полный расчет – сложный и муторный процесс, в котором учитывается множество параметров:

Мощность котла зависит от площади отапливаемого помещения и потерь тепла

• сопротивление труб и фитингов (о том, как выбрать диаметр труб отопления читайте тут );
• длина трубопровода и плотность теплоносителя;
• количество, площадь и вид окон и дверей;
• материал, из которого сделаны стены, их утепление;
• толщина стен и утепления;
• наличие/отсутствие подвала, цоколя, чердака а также степень их утепления;
• тип кровли, состав кровельного пирога и т.д.

Вообще, теплотехнический расчет – один из самых сложных в области. Так что если хотите знать точно, какой мощности вам нужен насос в системе, закажите расчет у специалиста. Если нет – подбирайте основываясь на усредненных данных, корректируя их в ту или другую сторону в зависимости от вашей ситуации. Только нужно учесть, что при недостаточно высокой скорости движения теплоносителя система сильно шумит. Потому в данном случае лучше взять более мощное устройство — расход электроэнергии небольшой, да и система будет более эффективной.