Циркуляционные насосы, используемые для перекачивания воды или негустой однородной жидкости – важная часть отопительной системы. Обеспечивая равномерное движение теплоносителя по трубам, они добиваются равномерного распределения тепла, улучшая рабочие показатели.

Кроме обеспечения движения жидкости по кругу внутри труб отопления, насос может работать в режиме рециркуляции. Рассчитывая его параметры стараются учитывать потери на трение и сопротивление теплоносителя. Высота верхней точки, разводки труб, отопительных приборов мало влияют на работу насоса, ведь жидкость, подающаяся в трубопровод в одном направлении, толкает ее в обратном. Поэтому, осуществляя подбор циркуляционного насоса, можно остановиться на меньшей мощности, чтобы обеспечить нормальное движение теплоносителя.

Расчеты

Устройство циркулярного насоса представляет собой механизм в виде ротора, помещенного внутрь металлического корпуса. На валу ротора закреплено колесо с несколькими лопастями (крыльчатка). При включенном двигателе насоса крылья вращаются и продвигают жидкость по всей системе отопления.

Принцип работы состоит в принудительной транспортировке воды внутри замкнутого контура системы отопления, иными словами, обеспечение циркуляции теплоносителя по трубам и радиаторам. Грамотный подбор такого агрегата обеспечивает его корректную работу без лишних затрат.

Таблица расчета мощности насоса.

Прежде чем выбрать насос, необходимо определить объем воды, которая пройдет за одну минуту через нагревательный котел. Именно такие параметры закладывают производители, уравнивая расход жидкости с мощностью котла. Если установлен нагреватель в 20 кВт, то за одну минуту он пропустит 20 литров теплоносителя.

Далее, необходимо произвести расчет расхода воды в каждом кольце системы отопления (зная мощность радиаторов, этот процесс не составит труда). Расход теплоносителя в трубах напрямую зависит от их диаметра. Дюймовые трубы транспортируют 30 л жидкости в минуту, двухдюймовые – 170 л/мин. Средняя скорость движения воды по отопительной системе равна 1,5 м/сек. Мощность циркулярного насоса можно выбрать с учетом длины трубопровода. Для десятиметрового отрезка тепловой магистрали достаточно напора 0,6м. Следовательно, чтобы наладить подачу воды по 100-метровой отопительной системе, необходимо подобрать насос, способный выдать напор в 6м.

Также можно провести расчет мощности при помощи такой формулы:
Qpu=Qn/1.163xDt [м3/ч], где

• Qpu (измеряется в м3/час) – подача теплоносителя в расчетной точке;
• Qn (измеряется в кВт) – потребляемое тепло на отапливаемой площади;
• Dt – температурная разница в прямом и обратном трубопроводе (в среднем 10-20 °С);
• 1,163 – удельная теплоемкость воды.

Такие расчеты не являются абсолютными, они скорее стандартны. Существуют сложные формулы для более точного выяснения необходимой мощности циркуляционного насоса, но разобраться в них без определенных знаний в области физики будет непросто. Да и агрегаты выпускаются серийно, поэтому подогнать их эксплуатационные параметры под индивидуальные системы отопления можно лишь приблизительно. Поэтому специалисты советуют осуществлять подбор насоса с запасом мощности на 5 – 10% от той, что была получена в результате расчетов. Существуют аппараты с несколькими режимами настройки. В процессе их эксплуатации можно выбрать оптимальные параметры работы.

Владея такими нехитрыми знаниями и заручившись помощью продавца, можно выбрать циркуляционные насос той оптимальной мощности, при которой будет обеспечено тепло во всем помещении.

Виды

Давление жидкости создается роторами, на которых закреплены лопатки. Чаще в конструкции циркуляционного насоса для отопления задействован один ротор, но можно найти вариант и с двумя. Важным условием работы является отсутствие в системе воздуха.

По устройству, исполнению рабочей части, насос бывает с мокрым ротором или сухим. Те, у которых мокрый ротор, специально спроектированы, чтобы он с рабочим колесом находился в перекачиваемой среде. Изменения чаще затрагивают конструкцию корпуса, сделанного таким образом, что через существующие технологические зазоры попадает жидкость, ее постоянное движение осуществляет охлаждение мотора, смазку движущихся деталей.

У циркуляционных насосов, оборудованных мокрым ротором, нет сальника, скользящего торцевого уплотнения. Ротор полностью находится в перекачиваемой среде, что обеспечивает охлаждение, смазку деталей. При вращении ротора вода постоянно проходит через гильзу. Лучший эффект наблюдается, если насос располагается горизонтально, тогда не образуется воздушных пробок внутри мокрого ротора.

То, что все части циркуляционного насоса отопления постоянно находятся в жидкости, не только смазывает движущиеся части, но и поглощает вибрационные шумы, поэтому они практически бесшумны. Чтобы проверить его работу и правильность вращения ротора, пользуются специальным приспособлением или визуально, вскрывая заднюю пробку. Отсутствие шума при работе позволяет широко применять их для индивидуального отопления. Кроме этого, исполнение конструкции насосов, оборудованных мокрым ротором, может быть обычным – для систем отопления, и специальным – для водоснабжения горячей водой, где учитывается возможность минеральных отложений.

В таких случаях жидкость не омывает ротор, не смазывает движущиеся части. Основное достоинство такого типа в возможности перекачивать больший объем жидкости. Преимущество проявляется в установке двигателей большей мощности. Кроме этого, устройство бывает со сплошным валом, на котором установлен мотор с крыльчатками или с соединением муфтой – здесь предусмотрена возможность замены электродвигателя, установки другого с большими параметрами.

Чтобы исключить попадание воды, между насосом и электродвигателем устанавливается торцевое уплотнение, сальник. При вращении между поверхностями появляется тонкая водяная пленка. За счет давления, создаваемого внутри насоса, пленка дополнительно герметизирует вращающиеся части. Основной материал при изготовлении колец – агломерированный уголь, иногда при тяжелых условиях работы уплотнитель изготавливают из керамики, нержавейки.

По конструкции исполнения устройство циркуляционного насоса бывает с фланцевым соединением мотора и муфтовым. Если патрубки (всасывающий, напорный) расположены на одной оси – то это прямоточное исполнение, что допускает их установку непосредственно в линию. Для крепления предусмотрена рама. Кроме крепления к раме насоса, электродвигателя, она сама устанавливается на фундаменте.

Для чего необходим

Схема отопления с циркуляционным насосом позволяет устранить часть проблем, которые характерны для естественного типа движения теплоносителя. Ведь если на выходе из радиатора вода холодная, когда к крайним радиаторам она тоже доходит еле теплая, то поступающая через обратку холодная вода заставляет работать котел на максимуме своих возможностей. При малейших просчетах проектирования, ошибках монтажа - перекос в температуре становится заметен еще больше, особенно когда необходимо прогреть помещение быстро, или при первом запуске системы, что можно заметить по работе котла, по дальним регистрам.

Применение циркуляционного насоса устраняет эти недостатки. Прежде всего, снижаются требования к соблюдению уклонов труб, их проходному сечению, устраняются все пробки, вызванные разницей температур. Проброс тепла наступает равномерно, температура теплоносителя на входе/выходе каждого радиатора практически одинаковая, а разница между теплоносителем перед входом в систему и возвратом его в котел составляет несколько градусов, в пределах десяти.

Насос сильно упрощает проектирование системы трубопроводов.

Что это дает? Стабилизирует работу котла. Если разница в несколько градусов, то на прогрев затрачивается меньший объем газа, рабочий цикл уменьшается. Например, нам нужна температура теплоносителя в 70. Первоначально, когда вода холодная, котел работает на максимальной мощности, но, со временем прогреваясь, картина меняется.

В весенние, осенние месяцы, когда ночами в доме слегка прохладно, а днем комфортно, совместная работа котла, автоматики, циркуляционного насоса могут поддерживать показатели теплоносителя в пределах 40°, что при естественной циркуляции невыполнимо.

Теплоноситель за один проход по системе возвращается, потеряв всего 5°, его температура 65°, при этом в помещениях она одинаковая, тепло распределено равномерно по всем радиаторам, а автоматика отключает работу горелки согласно запрограммированным показателям.

Следующее включение произойдет, когда температура понизится. Это экономичный режим работы, при котором происходит не постоянный нагрев, а только поддержание требуемых температурных параметров. Если на всех радиаторах установлены терморегуляторы, то, задавая необходимые температурные параметры на каждом регистре, например, на кухне, в теплой комнате с южной стороны, понизив их, мы получим дополнительную экономию.

Дополнительные преимущества

При использовании циркуляционного насоса отопления допускается уменьшение диаметра прокладываемых труб. Это проявляется в дополнительной экономии средств, позволяет уменьшить объем воды в системе, соответственно, сокращается объем газа для поддержания нужной температуры, уменьшается время нагрева.

Насос grundfos.

Но существует ряд параметров, вносящих коррективы в расчеты. Основные из них: площадь дома (обычно во внимание берется жилая), теплопроводность материалов, трение жидкости внутри труб. Последнее требование, учитывая текучесть жидкости, может показаться необоснованным, но оно работает. Устанавливаемая на циркуляционный насос опция автоматического регулирования позволит обогреть дом перед вашим приходом, дачу перед выходными, заметно сэкономит электроэнергию. При покупке изделия не забываем обращать внимание на гарантию, продолжительность службы.

Существует несколько основных производителей насосного оборудования, давно зарекомендовавших себя качеством, надежностью. Это бренды Grundfos, DAB, WILO, Pedrollo. Основным отличием в их работе является максимальное внедрение процессов автоматизации производства, что, затрагивая многие этапы, позволяет получить качественную продукцию.

Конструкция насоса с мокрым ротором

В насосах с мокрым ротором ротор особого электромотора погружен в перекачиваемую среду. Разделительная втулка, встроенная в корпус электромотора, защищает катушку статора. Эта втулка изготовлена из немагнитной высоколегированной стали . Вал изготовлен из нержавеющего материала и вращается в графитовых подшипниках. Втулка вала неподвижна. Среда, под давлением перекачиваемая через систему, одновременно её охлаждает и снижает трение в подшипниках.

Установка насоса с мокрым ротором на прямую или обратную линию обеспечивает быстрое и интенсивное перемещение воды. В результате, появляется возможность использовать трубопроводы с меньшим сечением. Это приводит к снижению затрат на систему отопления . Это также означает, что в линиях системы теперь будет существенно меньшее количество воды. Система отопления может быстрее реагировать на колебания температуры и легче поддается регулировке.

Особенности

Отличительной особенностью рабочего колеса центробежного насоса является радиальное перемещение воды. Вал, приводящий во вращение рабочее колесо, изготавливается из нержавеющей стали ; подшипники вала сделаны из спеченного углеродистого или керамического материала. Ротор мотора, установленный на валу, вращается в воде. Вода смазывает подшипники и охлаждает мотор.

Находящийся под напряжением статор мотора окружен разделительным стаканом. Он сделан из немагнитной нержавеющей стали или углеродного волокна и имеет толщину стенки от 0,1 до 0,3 мм.

Для специальных применений, например, в системах водоснабжения , используются моторы насосов с фиксированной частотой вращения.

Если насос с мокрым ротором используется, например, в тепловом контуре, а значит предназначен подавать тепловую энергию к радиатору , он должен подстраиваться под меняющуюся тепловую нагрузку здания. Термостатические радиаторные клапаны , установленные перед поверхностями нагрева, определяют интенсивность подачи насоса.

Насосная система отопления

Для того, чтобы уменьшить потребление электроэнергии, необходимо, чтобы моторы насосов с мокрым ротором постоянно меняли частоту вращения. Частоту вращения можно менять вручную с помощью переключателей. Возможна также организация системы автоматики путем установки коммутационной аппаратуры и устройств управления, которые будут срабатывать в зависимости от времени, разности давлений или температуры.

С 1988 г. существуют конструкции со встроенными электронными устройствами, обеспечивающими бесступенчатое регулирование частоты вращения.

Первый полностью электронный насос с мокрым ротором со встроенным устройством бесступенчатого регулирования частоты вращения

Насосы с мокрым ротором, в зависимости от размера и требуемой выходной мощности насоса, работают от сети 1~230 В~ или 3~400 В трехфазного тока.

Насосы с мокрым ротором отличаются малошумной работой и, благодаря своей конструкции, не имеют уплотнений вала.

Конструкция современного поколения насосов с мокрым ротором основана на модульном принципе. В зависимости от размера и требуемой выходной мощности насоса, модули компонуются в различные конфигурации. Таким образом, любой ремонт, который может потребоваться, можно осуществить с меньшими трудозатратами, просто заменив деталь на запасную.

Важным качеством этого типа насосов является их способность самостоятельно удалять воздух во время наладки.

Способы монтажа
Насосы с мокрым ротором поставляются с резьбовыми соединениями с условным проходом до R 1¼. Насосы большего размера имеют фланцевые соединения. Эти насосы могут монтироваться в трубопровод горизонтально или вертикально без сооружения фундамента.

Как было упомянуто раньше, смазка подшипников такого насоса осуществляется рабочей жидкостью. Она также служит охлаждающей жидкостью для электромотора. Поэтому через разделительный стакан должна постоянно циркулировать жидкость.

Установленный в отопительной системе насос.

Циркуляционный насос с мокрым ротором – элемент системы отопления, предназначенный для циркуляции теплоносителя по отопительному контуру.

Конструкция

Устройство насоса представляет собой чугунный корпус, в котором электрический мотор вращает закрепленное на валу композитное колесо. Колесо состоит из двух дисков, между которыми радиально расположены изогнутые лопасти. Теплоноситель попадает в колесо через отверстие в нижнем диске.

В моделях мокрого хода все движущиеся части (в том числе ротор мотора), соприкасаются с теплоносителем, который выполнят роль смазки/охлаждения для керамических (графитовых) торцевых подшипников скольжения и самого ротора. При этом статор изолируется от теплоносителя при помощи металлической перегородки с уплотнительными прокладками.

Устройство «мокрых» насосов сложнее, чем конструкция насосов с сухим ротором, поэтому их стоимость при равных характеристиках всегда будем выше.

Примечание! Как правило, циркуляционные насосы имеют 3 скорости, переключение которых осуществляется путем поворота регулятора на одну из трех скоростей. При этом на минимальной скорости, насос потребляет примерно в 2 раза меньше электричества по сравнению с максимальной скоростью.

Монтаж

Монтаж циркуляционного насоса для системы отопления, как и любого другого отопительного оборудования, должен осуществляться согласно руководству по монтажу, а также в соответствии с проектом отопительной системы. Однако можно выделить некоторые общие требования по установке циркуляционного насоса:

• Направление движения теплоносителя должно совпадать с направлением, указанным стрелкой на корпусе;
• Насос должен устанавливаться между котлом и отопительным контуром (но никак не между радиаторами). Он может монтироваться как на подаче, так и на обратке, однако предпочтение отдается обратному трубопроводу. Конкретное место монтажа должно быть легкодоступным, т.к. в процессе эксплуатации может потребоваться его обслуживание или замена в случае выхода из строя;
• Запрещается ставить теплоизоляцию на моторный отсек;
• После циркуляционного насоса с мокрым ротором рекомендуется , который в случае нештатной ситуации, предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении;
• Перед и после насоса необходимо установить запорные краны. В случае поломки, запорная арматура позволит снять/заменить устройство без слива теплоносителя из системы;
• Перед и после него рекомендуется поставить антивибрационные вставки. Это не касается небольших насосов;
• После монтажа, корпус не должен испытывать давление от подсоединенных труб. При установке циркуляционного насоса на относительно протяженных трубопроводах, рекомендуется зафиксировать как сами трубы, так и насос. Это позволит уменьшить негативное воздействие вибрации;

Примечание! Перед насосом обязательна установка сетчатого фильтра, который позволит снизить вероятность повреждения механизмов различными механическими частицами (песок, ржавчина, окалина или другой шлам). Помимо этого, избежать загрязнения такими частицами, позволит его правильное месторасположение, он не должен быть установлен в самом нижнем участке отопительной системы.

• Установка циркуляционного насосв с мокрым ротором в наивысшей точке системы может привести к тому, что в него будет часто попадать воздух. Если все же в нем скопился воздух, необходимо при помощи отвертки или монетки медленно открутить винт спуска воздуха и дать теплоносителю вытечь в течении 2-4 секунд;

• Для поддержания циркуляционного насоса для системы отопления запрещается использовать деревянные (или выполненные из любого другого пожароопасного материала) подпорки, т.к. во время работы корпус может нагреваться до температуры +124°C, таким образом возможно возгорание таких подпорок;

Примечание! Всегда следует помнить, что корпус работающего насоса нагревается до высоких температур и существует вероятность ожога при соприкосновении с ним.

• Если система отопления только что смонтирована, перед эксплуатацией рекомендуется ее промыть водой температурой 80-85°C, после чего слить воду и только после этого заполнять систему «постоянным» теплоносителем. Это позволит удалить все загрязнения, которые могли попасть в отопительный контур в процессе монтажных работ;
• Вал мотора должен всегда находиться в горизонтальном положении.

Доброго дня, уважаемые читатели блога сайт

Циркуляционные насосы с «сухим» ротором

Продолжим рубрику «Насосы» разговором о циркуляционных насосах для систем отопления с «сухим» ротором. Эти насосы разделяются на три группы: inline насосы, моноблочные насосы и консольные насосы. В отличие от , у насосов с «сухим» ротором теплоноситель не соприкасается с электрическим двигателем. Данные насосы менее чувствительны к наличию в воде взвешенных частиц и накипи. Циркуляционные насосы с «сухим» ротором используются в системах с большим объемом теплоносителя. Для герметизации вала у этого типа насосов применяется . Оно состоит из двух частей: подвижного и неподвижного уплотнения Подвижная часть насаживается на вал насоса, а неподвижная – запрессована в корпус насоса. В качестве материалов для торцевого уплотнителя могут использоваться графит, керамика, карбон нержавеющая сталь, оксид алюминия, карбид вольфрама и другие материалы. Применяемый материал для уплотнений зависит от вида теплоносителя и его температуры.

Циркуляционные насосы для отопления с «мокрым» и inline насосы «сухим» ротором выпускаются как одинарные, так и двойные. Двойные насосы применяются для резервирования, в случае выхода из строя одного насоса второй включается в работу. Также когда в самое холодное время года необходимо большее количество тепла, и производительности одного насоса не достаточно, в работу можно включить второй насос. При больших морозах и пиковой нагрузке могут работать оба насоса, а когда температура повышается, и нет необходимости в работе двух насосов, один из них остается в резерве. Этим достигается экономия электроэнергии за счет того, что можно использовать насосы меньшей мощности. Как известно, согласно СНиПу расчет системы отопления производится на самую холодную пятидневку года, которая может быть в данном регионе. Исходя из этих расчетов, происходит подбор котельного и насосного оборудования. Но обычно система отопления в максимальном режиме эксплуатируется примерно месяц полтора. Все остальное время система отопления используется на 40 – 60% от своей максимальной мощности

Inline насосы

Насосы для отопления с «сухим» ротором Inline – это насосы, у которых всасывающий и напорный патрубки находятся на одной оси. Эти насосы имеют одинаковый условный проход и подсоединительный размер фланцев на всасывающем и напорном патрубках. Диаметры патрубков от DN 32 – DN 100. Устанавливаются такие насосы непосредственно на трубопроводах. При монтаже насосов на трубопровод необходимо устанавливать температурные компенсаторы для компенсации температурных расширений трубопроводов при работе системы отопления. Inline насосы оснащены стандартными двух или четырех полюсными асинхронными двигателями с воздушным охлаждением и числом оборотов 2900 или 1450. В данных насосах применяется рабочее колесо с пониженными кавитационными характеристиками. Рабочее колесо насосов для отопления с «сухим» ротором расположено прямо на валу двигателя. За счет такой конструкции эти насосы работают тихо, не создавая большого шума и вибрации. Inline насосы используются для перекачивания холодной и горячей воды без абразивных веществ в системах отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования, в холодильных и других установках промышленного и бытового назначения. Температурный диапазон перекачиваемой жидкости от -20 до +140°C. Максимальное рабочее давление таких насосов составляет 16 бар. Максимальная температура окружающей среды 40°C.

Блочные насосы

Эти насосы являются низконапорными, центробежными циркуляционными насосами с большой производительностью. На блочных насосах применяются стандартные двух или четырех полюсные асинхронные электродвигатели с воздушным охлаждением. Имеют осевой всасывающий и радиальный напорный патрубок. Серийно насосы оснащены опорными уголками и кронштейнами для крепления их к основанию. Моноблочные насосы имеют очень широкий спектр применения и используются в качестве: циркуляционных насосов в системах отопления и кондиционирования, для подачи воды в системах водоснабжения, повышения давления и в системах пожаротушения. Для пищевой промышленности применяются моноблочные насосы из нержавеющей стали, чугуна или бронзы. будет посвящена отдельная статья

Консольные насосы

Особенность этих насосов состоит в том, что насосная часть и двигатель имеют свои валы и узлы крепления. При сборке насос и двигатель устанавливаются на общую раму (станину), их валы центрируются и соединяются при помощи муфты. Условный проход таких насосов определяется напорным патрубком. Всасывающий патрубок всегда имеет больший условный проход, чем напорный. Консольные насосы предназначены для перекачивания чистой и слабо загрязненной воды без абразивных включений в системах отопления, водоснабжения и повышения давления. Консольные насосы применяются в городском водоснабжении, ирригации, дренаже, коммунальном хозяйстве, в промышленности и т.д. тоже будет посвящена отдельная статья

Рабочая точка

Подбор циркуляционных насосов с сухим ротором происходит по тем же параметрам, что и . Рабочая точка системы отопления должна быть близкой к рабочей характеристике насоса, исходя из производительности и требуемого напора.

Эксплуатация и обслуживание

Как и циркуляционные насосы с «мокрым» ротором, насосы для отопления с «сухим» ротором не рекомендуется эксплуатировать без воды. При работе насоса подвижное уплотнение начинает вращаться относительно неподвижного. Между поверхностями трения образуется тонкая водяная пленка, которая смачивает рабочие поверхности уплотнений. На вращающейся части торцевого уплотнения находиться пружина, которая по мере износа рабочих поверхностей уплотнения все время поджимает подвижную часть к неподвижной. Средний срок службы уплотнения составляет от 2 до 4 лет, но при жестких условиях эксплуатации (частые перегревы, наличие в теплоносителе примесей и взвеси) очень резко сокращается срок эксплуатации. Сухой ход для насосов с сухим ротором недопустим и приводит к повреждению рабочих поверхностей торцевого уплотнения. Водяная пленка быстро испаряется, и происходит перегрев, а затем и механическое разрушение трущихся частей уплотнения.

Ремонт циркуляционного насоса в таком случае является операцией несложной, но проводить его должны специалисты сервисных центров по обслуживанию данного типа оборудования.

Спасибо и до новых встреч.