Какое давление создает циркуляционный насос?

Какое давление выдает циркуляционный насос: номинальные значения и реальные показатели

Наличие в системе отопления циркуляционного насоса – несомненный плюс. Оборудование повышает КПД сети, способствует оптимизации расходов на энергоносители. Есть немаловажное условие достижения такого результата. Важно знать, какое давление циркуляционного насоса, как подобрать прибор, на что стоит обратить внимание при монтаже в действующую сеть. Иначе не миновать неприятных сюрпризов: вместо повышения КПД – увеличение цифр в платежных квитанциях.

Роль циркуляционного насоса в системе отопления

Часто потребители путают насосы для повышения давления с циркуляционным оборудованием. Задача устройств первого типа – увеличить напор в водопроводных и других коммуникациях, обеспечить вертикальный подъем жидкости.

У циркуляционного прибора приоритеты иные – он обеспечивает скорость тока теплоносителя в системе отопления. Существуют два типа внутридомовых сетей:

• с естественным обращением воды по замкнутой цепи;
• с принудительной циркуляцией.

Поэтому уместнее говорить не о том, какое давление выдает циркуляционный насос, а о скорости движения жидкости. При естественной циркуляции теплоноситель движется по трубам за счет давления, создаваемого в системе из-за разницы уровней начала цепи и верхней точки. Схематично сеть выглядит так:

Все трубы расположены с небольшим уклоном для создания давления в контуре. Иначе теплоноситель будет продвигаться крайне медленно, и вода остынет в первом радиаторе. В определенной мере это относится к любой гравитационной системе: чем длиннее отопительный контур, тем сильнее остывает теплоноситель.

Поэтому в теплосеть встраивают циркуляционный насос. Обычно прибор рассчитан на работу в трех скоростных режимах. Роторный двигатель разгоняет теплоноситель, жидкость быстрее перетекает по трубам и радиаторам. Для цепи длиной 80 м вполне достаточно скорости в 1,5 м/с. Как правило, это второй режим работы.

ВАЖНО ЗНАТЬ: В двухэтажных домах целесообразно устанавливать насосы на каждом уровне, особенно если сеть начинается в цоколе, а заканчивается в мансарде.

Как рассчитать давление в циркуляционном насосе

Однако некорректно полагать, что понятие давление неприменимо к циркуляционному оборудованию. Увеличение скорости теплоносителя невозможно без повышения данного параметра. Это взаимосвязанные показатели, напрямую влияющие на производительность.

Определение производительности

Для циркуляционного оборудования производительность – объем перекачиваемого теплоносителя. При этом учитывают нагрузку на прибор. Чем ниже скорость и выше отдача, тем лучше КПД. Для устройств с мокрым ротором, которые используются в бытовых сетях, КПД составляет порядка 60%. На его поддержание и направлены усилия по обеспечению производительности.

Формальные подсчеты свидетельствуют, что продуктивность насоса должна составлять порядка 0,6 м напора насоса на 10 м теплоносителя. Одновременно принимают во внимание нормативы по поддержанию тепла, которые рассчитывают следующим образом: для отопления 10 кв. м необходим 1 кВт мощности отопительного оборудования.

Исходя из полученных данных, вычисляют нужное количество радиаторов и объем перекачиваемой жидкости. Насос выбирают немного большей мощности, т.к. неизбежны эксплуатационные потери.

Параметры давления

Применительно к насосному оборудованию параметр «давление» подразумевает уровень вертикального подъема воды на определенную высоту. Многие производители выносят этот показатель в маркировку моделей и обязательно указывают в паспорте. Например, сочетание цифр 25-40 означает:

• 25 – сечение труб в системе отопления (в мм). Параметр может быть указан в дюймах: 1″ или 1¼” (1,25″ = 32 мм);
• 40 – высота подъема жидкости. Максимальная – 4 м, а давление – 0,4 атмосферы.

Какое давление создает циркуляционный насос, зависит не только от движения теплоносителя по вертикали. При циркуляции воды по горизонтали происходит потеря производительности.

Номинальный подъем на 4 м не означает, что насос используют «на полную катушку». Производитель закладывает параметры, учитывающие движение по сети, в которой жидкость поднимается в верхнюю точку сначала радиатора, а затем и всей системы (например, при разводке обратки по верху).

ВАЖНО ЗНАТЬ: Предельная скорость движения теплоносителя в бытовых сетях составляет 1,8-2 м.

Что влияет на работу циркуляционного оборудования

Паспортные расчеты и параметры не учитывают индивидуальные условия эксплуатации. Это стоит принять во внимание при выборе оборудования и затем в процессе работы. Производительность во многом зависит от внешних условий, среди которых выделяют:

• температура окружающей среды. Например, запуск системы отопления после длительного простоя, особенно в зимний период, влечет повышение нагрузки на прибор, пока не прогреется помещение, и не разгонится сам насос;
• диаметр труб – мощность напрямую зависит от сечения коммуникаций. Чем больше Ø, тем мощнее должно быть оборудование. Иначе устройство не справится с повышенной нагрузкой;
• встраивать в систему насос с диаметром труб, превышающим или меньше Ø теплосети, не рекомендуется. Несоответствие отразится на производительности.

Чтобы не ошибиться в выборе устройства необходимой мощности, лучше всего обратиться к специалистам. Профессионалы выполнят расчеты, посоветуют оптимальную модель. На них можно рассчитывать при установке насоса, а практические советы и рекомендации поспособствуют грамотной и рациональной эксплуатации прибора.

Видео: циркуляционный насос как повышающий

Разновидности циркуляционных насосов на примере марки Grundfos

Циркуляционные насосы прекрасно зарекомендовали себя при обустройстве отопительных систем. Конструктивно насос имеет очень схожее строение с конструкцией помпы. Как правило корпус насосного оборудования выполняется из достаточно прочных и коррозиестойких материалов (латунь, бронза, чугун, нержавеющая сталь). Данный материал способен отлично взаимодействовать как с агрессивной средой, так и с высокими температурами.

Принцип работы

Принцип работы циркуляционного насоса заключается в его способности создавать центробежную силу внутри корпуса, в следствии чего происходит повышение давления во внутреннем резервуаре насоса. Благодаря этому происходит выталкивание теплоносителя в выходное отверстие насоса. Повторение цикла обеспечивает устойчивый напор во всей системе.

Все циркуляционные насосы делятся на два типа:

• насосы с «мокрым» ротором;
• насосы с «сухим» ротором.

Оборудование с «сухим» ротором

Данный механизм отличается высоким уровнем КПД. Этот показатель доходит до 80%, что позволяет использовать данное оборудование при монтаже отопительных систем в больших и производственных помещениях. При этом непосредственно ротор работает без прямого контакта с жидкостью. Данный тип циркуляционных насосов имеет и ряд значительных недостатков. Главным из которых можно отнести тот факт, что работа насоса требует постоянного контроля за качеством перекачиваемой среды. Оборудование очень восприимчиво к наличию посторонних примесей и воздушных пузырьков, что может привести к нарушению герметичности в уплотнительных кольцах. Высокий шум работающего механизма так же можно отнести к его недостаткам при использовании в системах отопления частных домом и небольших помещений. На данный момент на рынке представлены следующие виды циркуляционных насосов с «сухим» ротором

• блочные
• вертикальные, здесь выходные и входные патрубки расположены вертикально на одной оси
• горизонтальные(консольные), здесь оба патрубка перпендикулярно друг другу.

Агрегаты с «мокрым» ротором

В данном случае ротор так же не имеет прямого контакта с перекачиваемой жидкостью. Но особенность конструкции позволяют осуществлять поддержку ротора в механизме за счет специальных металлических или керамических уплотнителей, выполненных в виде колец. Вот непосредственно наличие этих уплотнительных колец и обеспечивают защиту механизма от прямого воздействия жидкости на ротор. Принцип работы заключается в следующем: между двумя трущимися друг об друга уплотнительными кольцами возникает еле заметный, очень тонкий слой жидкости. Вот именно наличие этого слоя и обеспечивает поддержание необходимой разницы давления в рабочей камере насоса. Одновременно при работе оборудования происходит сильное сжатие колец друг другу, этот фактор обеспечивает еще большую герметичность насоса. Охлаждение и смазывание двигателя, в этом варианте исполнения, происходит за счет жидкости, которая проходит через рабочую полость агрегата. Данный вид циркуляционных насосов обладает рядом преимуществ перед насосами с «сухим» ротором. Практически бесшумный, обладает скромным весом и небольшими габаритами, не требует постоянного присутствия во время длительной эксплуатации, энергоэкономичен.

Наибольшей популярностью при установки автономного отопления естественно пользуются циркуляционные насосы с «мокрым» ротором. Неоспоримым лидером на российском рынке являются насосы голландской фирмы Grundfos. Давайте на примере ее линейки разберем основные функции, которыми обладают циркуляционные насосы сегодня.

Компания с многолетним опытом работы в области производства оборудования для систем отопления представляет насосы новой линейки Alpha. Данные модели пришли на смену уже известным насосам линейки UPS.

Модели насосов Grundfos

Насосы UPS – это агрегаты с циркуляционного типа, с мокрым ротором. На данных моделях применяется двигатель с асинхронным видом действия. Насос укомплектован специальной клеммой коробкой, которая обеспечивает подключение агрегата к электроэнергии. При первоначальном запуске рекомендуется открыть технологическое отверстие и спустить воздух из рабочей камеры насоса. Так же в конструкции предусмотрена возможность ручной прокрутки ротора в случае его закисания. Данные насосы обладают тремя скоростными режимами работ, которые выставляются вручную и обеспечивают устойчивую работу определенных систем.

Насосы новой модели AIpha 2 (L) являются первыми в общей линейки серии. Данный наос обладает более широкими возможностями чем насосы серии UPS. Здесь присутствует электродвигатель, который имеет постоянные магниты на корпусе. Если один из магнитов удалить, что во многих случаях делают русские умельцы, можно значительно сократить энергопотребление агрегата. Так же в новой конструкции отсутствует технологическая гайка для выпуска воздуха. В этой модели происходит автоматический сброс воздуха при кратковременном включении насоса на третьей скорости. Подключение к электропитанию стало проще, это происходит с помощью штекерного разъема. Данная модель обладает уже семью режимами работы. К имеющимся трем прибавилось еще два режима работы с постоянным перепадом давления и два режима пропорционального регулирования.

Работа насоса в режиме постоянного перепада – предполагает устойчивую работу насоса даже в тех случаях, когда в системе происходит изменения расхода жидкости и перепад давления. Создаваемый насосом определенный уровень давления, всегда будет автоматически поддерживается на одном уровне.

Режим пропорционального регулирования – данный режим работы обеспечивает надежное функционирование насоса в случае, когда в системе происходит переменный расход. Данный режим не заменим если в процессе эксплуатации происходит периодическое перекрывание радиаторов, что приводит к возрастанию давления в системе. Происходит автоматическое снижение скорость вращения насоса, в результате расход и напор в системе будет пропорционально уменьшаться. Основных режимов работ все же три. Системы, в которых они применяются;

• теплые полы,
• однотрубные системы,
• тупиковые системы,
• коллекторные системы,
• двухтрубные системы,
• радиаторные системы.

Самой инновационной можно назвать модель AIpha 3. Эту модель можно рассматривать как очень точный инструмент способным одновременно обеспечивать надежную работу всей системы и в тоже время позволяет контролировать расход теплоносителя. Эту возможность можно использовать совместно с приложением Grundfos GO Balance. Наличие этих приложений позволяют производит настройку всей топливной системы на удаленном расстоянии. Данное оборудование можно использовать и для измерения и балансировки всей системы отопления, устанавливая его на место другого циркуляционного насоса, подходящего по своим габаритам и размерам. Особенно хорош насос при балансировке радиаторов, коротких петель в системе теплый пол, а также при малых расходах теплоносителя. Наличие возможности трехкратной градации режимов как постоянного, так и пропорционального напора делают данную модель очень надежной и продуктивной. Ведь как известно, для любого мастера производящим монтаж отопительной системы, очень важным является способность монтируемого оборудования обеспечить нормальный расход теплоносителя, а для заказчика важным является надежность и экономичность данной системе. Циркуляционный насос дает положительный результат обоим. Экономичный и достаточно простой в обслуживании данный насос очень хорошо подходит для обустройства автономного отопления в загородных домах и отдельных квартирах.

Расчет мощности циркуляционного насоса

Для долговременной и качественной работы всей системы отопления необходимо грамотно произвести расчеты по выбору циркуляционного насоса. Не всегда, наличие нескольких насосов в системе обеспечивают надежную работу всей системы. Да к тому же это приводит к излишним, и довольно ощутимых материальным затратам, как в период монтажа, так и период эксплуатации. Правильно выбранное оборудование поможет существенно сэкономит бюджет и оградит от ненужных затрат в дальнейшем.

Все циркуляционные насосы обладают двумя основными характеристиками — это объём и напор. Эти характеристики необходимы знать, чтобы правильно рассчитать производительность выбранного оборудования. Рассмотрим вариант расчета подбора насосного оборудования для частного дома в 200 кв. м.

Первое, определимся с объемом, который насос способен прокачать. Эта одно из главных технических параметров насоса он должен обеспечивать надежную и долговременную работу оборудования. Объем вычисляется с помощью формулы П=3,6 х Q/ (c х ∆Т). Где 3,6 это постоянная величина. Q- это мощность тепловой системы, высчитывается из расчёта десять квадратных метров равна одному киловатту тепловой энергии. С- величина удельной теплоемкости теплоносителя, как правило роль теплоносителя исполняет вода, удельная емкость воды составляет 4,2 кДж/кг. И наконец ∆Т- это разница температуры теплоносителя. Замеры должны производится в двух точках- это на точке выхода теплоносителя из нагревающего оборудования и на точке возврата теплоносителя обратно в нагреватель. Нормальным параметром считается разница в 20 градусов. Для систем с теплым полом эта разница должна достигать всего пяти градусов.

В итоге получаем следующий расчёт:

Получили 0,857 куб/ч такой объем должен обеспечивать насос для перекачивания жидкости в доме площадью в 200 кв.м.

В дальнейшем нужно произвести расчёт напора, который должен выдавать насос. Данный показатель так же очень важен для нормальной работы всего оборудования. Произвести данные расчёты можно с помощью формулы; Н= NхК

N– это количество этажей в доме, здесь нужно учитывать цокольные и подвальные помещения если предусматривается их отопление данной системой.

К- величина усредненного сопротивления в системе отопления, такая величина как правило составляет с лучевой разводкой 1,85, а с двухтрубной системой разводки величина составляет 1,1. Двухтрубная система имеет меньше изгибов что и обуславливает меньшую единицу сопротивления.

В рассматриваемом варианте мы возьмем самый распространённый способ разводки – это лучевая.

Производим расчёт, в данном случае мы имеет одноэтажное строение, но приборы отопления расположены в подвальном помещении из этого получаем: Н= 2х1,85, итого необходимый напор для обеспечения нормальной работы системы отопления требуется в размере 3,7 метра.

В итоге мы высчитали параметры, которые должен поддерживать циркуляционный насос. Стоит так же учитывать, что насос нужно выбирать с небольшим запасом по показателям.

Проведя эти достаточно простые вычисления можно произвести подборку циркуляционного насоса, который в полной мере удовлетворит стабильную работу всей системы отопления.

Давления циркуляционного насоса

Как известно, системы отопления условно можно разделить на две группы: с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. В современных домах чаще встречается индивидуальное отопление с принудительной циркуляцией, поскольку она позволяет равномерно обогреть все помещения в доме, независимо от их удаленности от водогрейного котла. Ключевым конструкционным отличием данной системы является применение оборудования для поддержания постоянной циркуляции теплоносителя – циркуляционного насоса. Данная статья посвящена характеристикам циркуляционного насоса, от которых зависит оптимальный режим работы системы и длительность срока службы оборудования.

Как известно, системы отопления условно можно разделить на две группы: с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. В современных домах чаще встречается индивидуальное отопление с принудительной циркуляцией, поскольку она позволяет равномерно обогреть все помещения в доме, независимо от их удаленности от водогрейного котла. Ключевым конструкционным отличием данной системы является применение оборудования для поддержания постоянной циркуляции теплоносителя – циркуляционного насоса. Данная статья посвящена характеристикам циркуляционного насоса, от которых зависит оптимальный режим работы системы и длительность срока службы оборудования.

На выбор насоса влияет много факторов, одним из которых является давление циркуляционного насоса. Его величина должна соответствовать расчетному циркуляционному давлению в теплопроводе, для поддержания в системе отопления заданного гидравлического режима. Данный параметр обеспечивает способность теплоносителя преодолевать линейное и местное сопротивление движению воды по элементам теплопровода и радиатору отопления.

Что следует учесть при выборе значения давления насоса

При выборе циркуляционного насоса по давлению, которое он способен создавать, следует учитывать взаимозависимость расхода и напора проходящей через него воды. Для сравнения и выбора оборудования применяется графическая характеристика насоса. Пригодным для использования в конкретных условиях считается то оборудование, рабочая точка которого находится не ниже графической кривой насосной характеристики, наиболее приближенная к точке с наибольшим КПД. Рабочая точка определяется пересечением расчетного расхода и давления. В случае, когда под данные требования подходит не один насос, а несколько, выбирать следует оборудование меньшей мощности. Циркуляционные насосы с пологой рабочей характеристикой лучше других подойдут для систем, в которых значение расхода теплоносителя изменяется в широком диапазоне.

При выборе величины давления следует учесть гидравлическую разбалансированность системы отопления, которая проявляется в неудовлетворительной циркуляции теплоносителя в контурах, удаленных от насосного узла. Для этого следует подбирать оборудование с запасом по напору и расходу теплоносителя. Такой запас должен составлять порядка 20%. Следует учитывать обратно пропорциональную зависимость напора от расхода воды. Величина напора снижается на величину, равную квадрату увеличения расхода. Другими словами, если расход теплоносителя увеличился в 3 раза, напор уменьшится в 9 раз. Выбирая циркуляционный насос нельзя пренебрегать величиной естественного циркуляционного давления в теплопроводе, обусловленного разностью плотности теплоносителя в горячем и охлажденном состоянии. Естественное циркуляционное давление в системе отопления – величина переменная, зависящая от температуры окружающей среды, различной в разное время отопительного сезона. Порой, доля естественного давления и его влияние на характеристики отопительной системы велики. Для компенсации этого влияния можно установить автоматические регуляторы перепада расхода и давления теплоносителя.

Как выбрать циркуляционный насос

Следует сразу оговориться, что точный выбор характеристик циркуляционного насоса должен производить специалист-теплотехник с учетом формул и конструкционных особенностей отопительной системы. Это особенно справедливо для современных домов со сложной архитектурой и разветвленной сетью отопительных контуров. В противном случае работа отопления может быть неэффективной, а средства на его сооружение окажутся потраченными впустую. Приведенные ниже рекомендации упрощены, справедливы для простых систем отопления, а значения соотношений величин получены опытным путем.

Эмпирическим путем было выведено соотношение: на каждые 10 метров трубы необходимо 0,6 метров напора циркуляционного насоса. Таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию в трубопроводе длиной 100 метров, необходимо выбрать насос с напором 6 метров. Этот расчет не учитывает местных гидравлических сопротивлений на отдельных участках отопительного контура. Для их преодоления выбираем насос, обеспечивающий величину напора на 15% большую, чем расчетная. Этот запас позволит предусмотреть гидравлические потери в не сложной системе отопления.

Особенности установки циркуляционного насоса

Для обеспечения стабильной циркуляции теплоносителя в систему можно установить два насоса: основной и резервный. Также следует предусмотреть байпас, для обеспечения естественной циркуляции жидкости и энергонезависимости всего отопления.

Изначально установилось правило устанавливать циркуляционный насос на обратную ветвь отопительного контура. Это было обусловлено желанием продлить срок службы оборудования за счет уменьшения влияния на него высоких температур. Современное оборудование известных производителей способно выдерживать рабочие температуры теплоносителя, поэтому могут быть установлены как на подающей, так и на обратной части теплопровода, в зависимости от требований конкретной отопительной системы.

Циркуляционный насос делит всю систему отопления на две зоны:

• Зона всасывания, перед насосом
• Зона нагнетания, после насоса

Нулевой точкой, где нагнетание сменяется всасыванием, является расширительный бачок. На этих участках системы необходимо учитывать гидростатическое давление. В зоне всасывания давление может опускаться ниже атмосферного, что приведет к завоздушиванию системы, а в зоне нагнетания – подниматься, что может привести к закипанию жидкости теплоносителя. Чтобы избежать отрицательных последствий этих явлений, должно соблюдаться правило: в любой точке зоны всасывания гидростатическое давление в трубопроводе должно оставаться избыточным. Способы соблюдения этого правила разнообразны: от изменения мест расположения расширительного бачка и циркуляционного насоса, до применения специального оборудования.

Хотя иногда выбрать и установить циркуляционный насос возможно самому, все же такие работы лучше доверять профессионалам. В нашей компании работают инженеры-теплотехники, которые произведут расчет системы отопления и выбор необходимого оборудования, а квалифицированные мастера осуществят грамотный монтаж с учетом современных требований и норм. Мы работаем для того, чтобы создать тепло и уют в вашем доме!