Огляд ринку насосів для систем опалення та гарячого водопостачання: технічні характеристики обладнання, принципи експлуатації та монтажу.
а- VA65 / 130 (DAB) з максимальним напором 6,3м і подачею 3м3 / ч;
б-трехскоростной насос для системи опалення Star RS25 / 6-3P (WILO) має напір 6м і подачу 3,5м3 / год
Не так давно системи з примусовою циркуляцією теплоносія були для власників приватних будинків недоступною розкішшю. Таке устаткування використовувалося виключно в муніципальних і промислових мережах. Зараз, при збільшених вимогах до комфорту та енергозбереження, циркуляційні насоси широко застосовуються і в побуті.
Навіщо потрібен циркуляційний насос
Відповідно до законів фізики, робота системи водяного опалення заснована на циркуляції теплоносія. Для того щоб опалювальні прилади віддавали необхідну кількість тепла, потік теплоносія повинен бути достатнім (це визначається розрахунком). Циркуляція теплоносія може бути природною і примусовою. Природна досягається за рахунок різниці щільності нагрітої та охолодженої рідини, прінудітельная- за допомогою спеціального циркуляційного насоса.Системи з природною циркуляцією вимагають значної витрати палива через необхідність підтримувати високу температуру води в лінії подачі. Адже чим вище температура води, тим менше її щільність і, отже, вище швидкість руху по трубах. При експлуатації такої системи опалення важко підтримувати в приміщеннях комфортну температуру, так як в системах з природною циркуляцією проблематично використовувати термостатичну запірно-регулюючу арматуру. Чи варто говорити, що популярний сьогодні тепла підлога без циркуляційного насоса не облаштувати?
Циркуляційний насос в системі гарячого водопостачання (ГВП) потрібен в першу чергу для того, щоб можна було отримати гарячу воду негайно, відкривши кран в будь-якій точці водорозбору. Також до системи ГВС можуть підключатися рушникосушки, для роботи яких необхідна циркуляція теплоносія.
Вотличие від водопідйомних, які піднімають воду на певну висоту, циркуляційні насоси лише змушують її рухатися по замкнутому колу. Завдання такого обладнання-перекачувати необхідний об'єм теплоносія, долаючи гідравлічний опір трубопроводів і елементів системи.
Підбір насоса і трохи теорії
Основними параметрами циркуляційного насоса є напір (Н), що вимірюється в метрах водяного стовпа, і подача (Q), або продуктивність, яка вимірюється вм3 / ч. Максимальний напор- це найбільше гідравлічний опір системи, яке здатний подолати насос. При цьому його подача дорівнює нулю. Максимальної подачею називається найбільша кількість теплоносія, яке може перекачати за 1ч насос при гідравлічному опорі системи, яка прагне до нуля. Залежність напору від продуктивності системи називають характеристикою насоса. Уодноскоростних насосів одна характеристика, у дво- та трехскоростних- відповідно дві та три. Унасосов з плавно змінною частотою обертання ротора існує безліч характеристик.
Підбір насоса здійснюють, враховуючи насамперед необхідний обсяг теплоносія, який буде перекачуватися з подоланням гідравлічного опору системи. Витрата теплоносія в системі підраховують, виходячи з тепловтрат опалювального контуру і необхідної різниці температур між прямою і зворотною лініями. Тепловтрати, в свою чергу, залежать від багатьох факторів (теплопровідності матеріалів огороджувальних конструкцій, температури навколишнього середовища, орієнтації будівлі відносно сторін світу та ін.) І визначаються розрахунком. Знаючи тепловтрати, обчислюють необхідний витрата теплоносія за формулою Q = 0,86Pн / (tпр.т-tобр.т), де Q- витрата теплоносія, м3 / год; Pн - необхідна для покриття тепловтрат потужність опалювального контуру, кВт; tпр.т- температура що подає (прямого) трубопроводу; tобр.т- температура зворотного трубопроводу. Для систем опалення різниця температур (tпр.т-tобр.т) зазвичай становить 15-20С, для системи теплої підлоги-8-10С.
Після з'ясування необхідної витрати теплоносія визначають гідравлічний опір системи опалення. Гідравлічний опір елементів системи (котла, трубопроводів, запірної і термостатичною арматури) зазвичай беруть з відповідних таблиць.
Розрахувавши масова витрата теплоносія і гідравлічний опір системи, отримують параметри так званої робочої точки. Після цього, використовуючи каталоги виробників, знаходять насос, робоча крива якого лежить не нижче робочої точки системи. Для трьохшвидкісних насосів підбір ведуть, орієнтуючись на криву другій швидкості, щоб при експлуатації був запас. Для отримання максимального ККД пристрою необхідно, щоб робоча точка знаходилася в середній частині характеристики насоса. Слід врахувати, що з метою уникнення можливих гідравлічного шуму в трубопроводах швидкість потоку теплоносія не повинна перевищувати 2м / с. При використанні в якості теплоносія антифризу, що має меншу в'язкість, набувають насос з запасом потужності в 20%.
Для наочності розглянемо приклад вибору насоса для котеджу площею 200м2, де змонтована двотрубна система опалення з поліпропіленових труб діаметром 32мм і довжиною 50м. Температурний графік системи опалення-90 / 70С. Припустимо, що тепловтрати будинку складають 24кВт. Тоді необхідний масовий витрата Q = 0,8624 / (90-70) = 1,03м3 / год. Гідравлічний опір знаходимо по табліце- воно становить 1,8мбар / пог.м. Для труби довжиною 50м опір дорівнюватиме 90мбар, або приблизно 0,1бар = 1мвод.ст. Додамо до цього опір елементів системи, що дорівнює, скажімо, 1мвод.ст. Параметри точки: Q = 1,1м3 / год, Н = 2м. Насос підберемо по каталогу GRUNDFOS (Данія). Для наших цілей підійде трьохшвидкісна модель UPS25-40, еестоімость становить 108.
енергоефективність насосів
В даний час виробники насосного обладнання все більше уваги приділяють енергоефективності своїх виробів. За цим показником всі електричні прилади поділяють на класи, що позначаються буквами латинського алфавіта- від A до G. Кклассу А відносяться самі економічні на сьогоднішній день пристрої. Звичайні одно- або тришвидкісні насоси мають енергоспоживання на рівні классаC. При цьому потужність пристроїв відносно невисока: по енергоспоживанню вони порівнянні з лампами розжарювання в 75 або 100 Вт. Кклассу A можуть належати тільки насоси з електронним регулюванням частоти обертання ротора електричного двигуна. Крім того, можна відзначити низький рівень шуму, створюваного їх електродвигунами.
Циркуляційні насоси з частотним регулюванням на 50-70% дорожче звичайних, тому їх застосування повинно бути виправдано. Наприклад, не має сенсу застосовувати насос з електронним управлінням, якщо в системі опалення відсутнє термостатичні запірна арматура, а температура опалювального контура (приладу) змінюється не за рахунок зниження масової витрати теплоносія, а в результаті зміни температури води в прямому трубопроводі (за допомогою трьох або чотириходового крана з сервоприводом).
пристрій насоса
Циркуляційні насоси поділяються на дві великі групи: з мокрим і сухого ходу. Як випливає з назви, в приладах першої групи ротор обертається безпосередньо в теплоносії, який в цьому випадку грає роль мастила. Статор ізольований від ротора гільзою. Перевагами такого насоса є простота конструкції, невеликі габарити і маса, низький рівень шуму, широке коло моделей, що випускаються. Кнедостаткам відносять можливість заклинювання ротора через скупчення відкладень на його поверхні, а також менший діапазон температур навколишнього середовища, при яких пристрій може нормально функціонувати. Вчастних будинках застосовують в основному насоси з мокрим ротором.Насоси з сухим ротором відрізняються тим, що ротор електричного двигуна з'єднується з валом крильчатки помпи через торцеве ущільнення і не контактує з теплоносієм. Перевага названої конструкції полягає в можливості використання електродвигунів більшої потужності і, як наслідок, - в більшій продуктивності пристроїв. Слід зазначити і більш широкий діапазон температур навколишнього середовища, оскільки двигун в меншій мірі піддається нагріванню від теплоносія. Недоліками таких насосів є досить значні габарити і більш високий, ніж у пристроїв з мокрим ротором, рівень шуму.
Стандартний діапазон робочих температур тих і інших циркуляційних насосов- 2-110С. Таким показникам відповідає, наприклад, модель UPS25-60 (GRUNDFOS, Данія; ціна-130) або VA 25/180 (DAB, Італія; ціна-82). Пристрої в спеціальному виконанні здатні працювати при температурі теплоносія від -25 до + 140С. Можливість дії насоса з теплоносієм, що має негативну температуру, стане в нагоді тим, хто надовго залишає будинок в холодну пору року, відключивши опалення (при цьому необхідно, щоб в систему був залитий незамерзаючий теплоносій). Запуск такого пристрою при температурі в будинку - 10-15С пройде без проблем, тоді як насос зі звичайним температурним діапазоном може зіпсуватися. Корпуси насосів для систем опалення виготовляють з чавуну, а для систем ГВС тільки з нержавіючої сталі або бронзи. Робоче колесо, як правило, виконують з термостійкого пластика.
Деякі недобросовісні монтажні організації встановлюють в системи ГВС насоси з корпусом з чавуну, що дозволяє замовнику заощадити невелику суму. Плата за таку економію- підвищення вмісту заліза в системі ГВП та ймовірність заклинювання ротора насоса через скупчення відкладень, аж до виходу електродвигуна з ладу.
Для зручності монтажу вхідний і вихідний патрубки насоса розташовують по одній лінії (так зване in-line-виконання).
Для захисту двигуна при заклинювання ротора деякі моделі насосів забезпечуються термореле, що розривають ланцюг харчування при перегріванні. Існують насоси, що не бояться заклинювання, - з так званим сферичним ротором. Ветіх моделях магнітне поле передається від статора до ротора у водному середовищі, через провідні частини насоса. Вотличие від традиційних пристроїв з мокрим ротором сферичний електродвигун не має підшипників. Камера з ротором герметично відокремлена від статора сферичним склянкою з нержавіючої сталі. Урезультаті цей тип насосів виявляється менш сприйнятливим до впливу містяться в воді домішок і вапняних відкладень. Для очищення прилад дуже легко розібрати, не знімаючи корпус з трубопроводів. При цьому потрібно просто від'єднати від корпусу електродвигун, повернувши різьбове кільце. Зауважимо, що насоси зі сферичним ротором випускаються тільки для систем ГВП.
Вответственних випадках для збільшення надійності системи застосовують так звані здвоєні насоси. Вних є одне робоче колесо, що приводиться в рух поперемінно то одним, то іншим електродвигуном. Останні розташовуються в загальному корпусі. При виході з ладу одного з них автоматично включається другий. Внормальном режимі, для рівномірної напрацювання, двигуни змінюють один одного через рівні проміжки часу. Коштує така пара трохи дешевше, ніж два звичайних приладу. Так, наприклад, модель UPD32-80 F (GRUNDFOS) пропонується за ціною 644.
Порівняльні характеристики циркуляційних насосів для систем опалення (напруга-230В)
| Виробник | Назва моделі | Напір, м | Подача, м3 / год | Споживана потужність, Вт | вартість, |
|---|---|---|---|---|---|
| GRUNDFOS | UPS 25-60 | 6 | 3,8 | 90 | 130 |
| Alpha 25-60 | 6 | 3,8 | 90 | 170 | |
| UPE 25-60 | 6 | 3,3 | 100 | 242 | |
| WILO | Star RS 25/6 | 6 | 3,5 | 99 | 122 |
| Top-E 25 / 1-7 | 7 | 6,4 | 200 | 521 | |
| DAB | VA 25/180 | 2,5 | 3 | 55 | 76 |
| VEA 55/180 | 5,2 | 3 | 91 | 82 | |
| NOCCHI PUMPS | R2S 25-70 | 7 | 4,8 | 140 | 129 |
| KSB | Rio 25-7 | 7 | 7,2 | 185 | 235 |
| VORTEX | HZ 401-25 | 4 | 3,2 | 78 | 75 |
| WESTER LINE | WP 425 | 4 | 2,3 | 78 | 62 |
Порівняльні характеристики циркуляційних насосів для систем гарячого водопостачання (напруга-230В)
| Виробник | Назва моделі | Напір, м | Подача, м3 / год | Споживана потужність, Вт | вартість, |
|---|---|---|---|---|---|
| GRUNDFOS | UP15-14B Comfort | 1,4 | 0,73 | 25 | 113 |
| UP 20-30 N | 3 | 2,7 | 95 | 214 | |
| UPS 25-60 B | 6 | 3,7 | 90 | 283 | |
| WILO | Wilo Star-Z 15 C | 1,24 | 0,46 | 28 | 177 |
| Wilo Star-Z 20/1 | 1,7 | 1,1 | 38 | 147 | |
| DAB | VS 16/150 | 1,58 | 1,8 | 48 | 135 |
| NOCCHI PUMPS | R2X 20-30 | 3 | 2,4 | 87 | 184 |
| VORTEX | BW 401 | 4 | 3,2 | 78 | 220 |
Особливості використання насосів у системах ГВС
Зазвичай для циркуляції гарячої води не потрібно насос великої продуктивності. Але умови роботи такої моделі істотно відрізняються від умов опалювальних систем. Високий вміст кисню у водопровідній воді не дозволяє використовувати в даному випадку пристрою з чавунним корпусом.Погано підготовлена вода (з підвищеним вмістом солей жорсткості) призводить до утворення на роторі насоса вапняних відкладень. Найбільш інтенсивно це відбувається при температурі води понад 55-60С. Щоб захистити обладнання від такої напасті, багато виробників постачають свої пристрої терморегуляторами, які відключають насос при досягненні теплоносієм «небезпечною» температури. Для зручності експлуатації і зменшення енерговитрат доцільно включати і вимикати циркуляційний насос системи ГВП за певною програмою.
Якщо насос підключається до сучасної панелі управління котла, ця проблема вирішується на програмному рівні. Якщо ж на котлі встановлена стандартна панель управління або панель, що не підтримує підключення циркуляційного насоса системи ГВП, можна придбати насос зі вбудованим таймером, наприклад модель BWZ152 (VORTEX, Німеччина) вартістю 120.
Для роботи котла на систему опалення та нагрів води в бойлері компанія GRUNDFOS випускає комбінований насос UPP15-50. Він складається з двох насосів в загальному корпусі. Один з них призначений для циркуляції теплоносія в системі опалення, а інший є завантажувальним насосом бойлера непрямого нагріву. Вконструкцію входить переключающий клапан. Вартість моделі-228.
Виробники і ціни
На російському ринку широко представлені насоси таких компаній, як GRUNDFOS (Данія), VORTEX, KSB, WILO (Німеччина), DAB, WESTER LINE (Великобританія) идр. Вартість циркуляційних насосів для систем опалення відносно невисока: 70-80 за пристрій з однією швидкістю обертання валу, продуктивністю 2-3м3 / ч і напором 4-5м. Насоси з частотним регулюванням тієї ж потужності обійдуться споживачеві в 120-150. Ціна на більш потужні пристрої, що використовуються в системах опалення котеджів площею 700-800м2, може доходити до 500-700 і більше. Але термін служби насоса- не менше десяти років при безперервній експлуатації, тому такі витрати можна вважати незначними. Ціни на циркуляційні насоси для систем ГВС починаються від 80-90.
монтаж насоса
Насос встановлюють на подаючий трубопровід, в розріз труби. Для підключення використовують бистроразборних з'єднання з накидною гайкою ( "американкою") або спеціальні крани для обв'язки. Запірну арматуру для монтажу насосного обладнання пропонують OVENTROP (Німеччина), GIACOMINI, BUGATTI (Італія) та інші виробники. Вартість одного крана діаметром 1дюйм- 7-10. При монтажі важливо, щоб вісь обертання двигуна перебувала в горизонтальній площині. Якщо в системі опалення є мембранний розширювальний бак, насос розташовують після точки його підключення по напрямку руху теплоносія. Така компоновка обладнання дозволяє більш ефективно видаляти повітря.Після закінчення монтажу всієї системи виробляють її наповнення. Не можна забувати, що після запуску насоса з мокрим ротором необхідно видалити повітря з його камери. Для цього встановлюють максимальну частоту обертання двигуна і відкручують захисний ковпачок. З отвору починає виходити вода з бульбашками повітря. Коли він вийде, ковпачок закручують знову. До речі, наявність повітря в насосі може стати причиною виникнення шуму.
Профілактика заклинювання ротора
Іноді насоси надовго залишаються без роботи. для профілактики заклинювання валу їх треба періодично включати на нетривалий час. При наявності сучасної панелі управління, наприклад Loga-matic 4211 (BUDERUS, Німеччина; вартість- 1300), необхідність профілактичних заходів відпадає, так як все зробить автоматика. Але якщо заклинювання ротора уникнути не вдалося, не варто впадати у відчай. Відкрутіть захисний ковпачок на торці вала, вставте в шліц на валу плоску викрутку і кілька разів проверніть ротор.
Дякуємо за допомогу в підготовці матеріалу компанії «Русклімат», STK-GROUP і представництво фірми GRUNDFOS.