Как подобрать циркуляционный насос для отопления частного дома

Еще не так давно большинство отопительных систем в частных домах Украины работало за счет естественной циркуляции теплоносителя (термосифонная система). Но при этом котел нужно было устанавливать как можно ниже по отношению к трубной разводке и отопительным батареям. А сама отопительная система должна быть смонтирована с надлежащим уклоном без лишних поворотов сужений и т.д. Эта задача, требует мастерства и высокой квалификации. Поэтому часто ближние к отопительному агрегату радиаторы нагревались так, что к ним нельзя прикоснуться, а дальние оставались еле теплыми. С этим приходилось мириться, потому что бытовых циркуляционных насосов тогда не существовало, как и электрических бойлеров и прочих привычных сегодня вещей. Современная система отопления схематически изображена на рисунке ниже.

Как устроен циркуляционный насос

На вид большинство насосов выглядят примерно одинаково (см. Рис.1), а разница в стоимости отличается в несколько раз. Резко отличается стоимость азиатских и европейских производителей. Разница в качестве и долговечности, а также совместимости с системой автоматики тоже есть. Но на самом деле дешевые китайские насосы вполне достойно работают в простых системах отопления.

Рис. 1

Перейдем к маркировке. Не зависимо от фирмы производителя в обозначении циркуляционного насоса есть цифры, отражающие основные параметры. На рис. 2, приведен пример расшифровки обозначения одной из самых популярных моделей от фирмы Grundfos (Дания).

Рис. 2	Рис. 3

Важнейшими параметрами являются:

1. Диаметр подсоединения трубопровода (в данном случае 25 мм, бывают еще на 32мм). Трубопроводы диаметром 40 и больше миллиметров в частном домостроительстве практически не применяются. Мощные отопительные системы комплектуются насосами промышленных серий с фланцевым присоединением.
2.  Максимальный напор – в примере обозначен цифрой 40 в дециметрах. Это значит, что насос способен поднять теплоноситель на высоту до 4 метров. Этого вполне достаточно для одно- двухэтажных зданий. У других производителей цифра может стоять сразу в метрах. Для бытовых систем выпускаются модели с максимальным напором до 4-х, 6-ти и 8-ми метров.
3. Монтажная длина, в данном случае 180 мм – это расстояние межу присоединительными патрубками с резьбой. Большинство бытовых моделей выпускаются на монтажную посадку именно 180 мм.

 Циркуляционные насосы относятся к классу насосов с мокрым ротором. Это значит, что вода из системы отопления циркулирует те только в области рабочей крыльчатки, но и внутри электродвигателя, см. рис. 3. За счет рабочей жидкости насос охлаждается, она же служит смазкой.

Такая конструкция позволила уменьшить размер корпуса, свести шум при работе практически к нулю, что особенно важно, ведь распределительные гребенки циркуляционных систем ставят в жилом доме. Кроме того, увеличилось время непрерывной работы, современные насосы работают по 7-15 лет без обслуживания и ремонта, даже китайские цена которых совершенно незаметна на фоне стоимости отопительной системы.

К недостаткам такой системы можно отнести только довольно низкий КПД (не больше 60%). Но учитывая, что потребляемая мощность бытовых моделей находится в диапазоне 40-120 Вт, этот недостаток не является существенным.

Также большинство циркуляционных насосов могут работать в трех режимах (трехскоростные), что значительно расширяет область применения каждой модели. Переключатель режимов находится на крышке клеммной коробки, см. рис. 4.

Рис. 4

Как подобрать циркуляционный насос для домашней системы отопления

Для выбора нужно вычислить два параметра нашей отопительной системы:

1. Производительность Q – количество теплоносителя за единицу времени, которую необходимо перекачать насосу, чтобы обеспечить расчетную теплоотдачу.
2. Напор H - какое гидравлическое сопротивление системы необходимо преодолеть насосу, чтобы прокачать нужный объем теплоносителя.

Эти два значения называются рабочей точкой циркуляционного насоса. Чтобы проверить подходит ли насос в нашу систему нужно нанести эту точку на график с кривыми производительности насоса, см. рис. 5.

Рис. 5

Поскольку циркуляционные насосы трехскоростные на графике нанесены графики трех напорных характеристик. Если рабочая точка находится вблизи одной из кривых или попадает прямо на неё – это означает, что насос хорошо справится с задачей. На примере расчетная точка немного выше кривой, но разница не существенна и система сможет работать в штатном режиме. Тем более, что цена более производительного насоса будет существенно выше.

Как рассчитать производительность

Есть простая формула для подсчета:

Q = W /C*(t₂- t₁), где:

• Q — расход (производительность) л/мин или м³/час;
•  W — мощность, количество тепла которое нужно передать, если насос оди, то W = мощности котла, Вт;
• С – коэффициент теплопроводности воды = 1163 Вт/(м3х°С) или 1,163Вт/(литр х°С);
• t₁— температура остывшей воды в трубах «обратки» контура отопления (обычно 45-60°С);
• t₂— температура горячей воды после котла перед подачей в систему (обычно 75-80°С).

Например, у нас дом площадью 120м², для его отопления котел должен выдавать 12 кВт, температуру подающей воды принимаем t₂=70°С, а обратки 55°С, значит расход теплоносителя будет:

Q = 1200/1,163х(70-55)=687,8 л/час

Расход относительно небольшой, с которым справится даже самый маломощный насос.

Как рассчитать напор

Для расчета рабочего давления нужно вычислить гидравлическое сопротивление системы отопления. Формулы точного расчета довольно сложны и учитывают диаметр основных и обходных труб, количество углов и разветвлений, сопротивление радиаторов, вентилів, клапанов, самого котла и т.д.

Как показывает практика, внутреннее сопротивление системы, которое нужно преодолеть насосу  в частных домах находится в пределах – 1,2 -2,5 метра водяного столба, для большинства 1-2 этажных зданий, общей площадью от 100 до 350 м².

Для проверки существует упрощенная формула для приблизительных расчетов:

H = (R x Iх FZ) , где

• H – искомая величина напора (метры);
• R – потери на трение в трубопроводе (примерно - 1,5 см на 1 погонный метр трубопровода);
• I – общая длина трубопровода (контура);
• FZ – поправочный коэффициент на сопротивление котла, радиаторов, вентилей и т.д., в среднем принимаем 1,3, а если в системе есть термостатический вентиль, то увеличиваем коэффициент до 2,2.

Например, у нас общая длина отопительного контура 79 метров, тогда напор:

H = (0,015х79х1,3)= 1,54 метра.

Значит, рабочая точка в нашем примере:

• расход Q=0,69м3/ч;
• напор Н=1,54 м.

Нужно брать циркуляционный насос, который обеспечит эти параметры. Рабочая точка из примера соответствует 1-2 скорости насоса с маркировкой 25-6-180.

ВАЖНО! Не стоит думать, что если у вас двух- или трехэтажное здание, то насос должен преодолеть разницу высоты между местом установки и самой высокой точкой отопительной системы (4-8 метров для двухэтажных зданий).

Дело в том, что отопление – это замкнутая система и теплоноситель не только поднимается наверх с помощью насоса, но и опускается обратно под действием силы тяжести, а значит, на входе насоса есть давление (подпор), которое равно разнице высот между самой высокой точкой и местом установки. Поэтому величина напора в 1,5-2 метра для двух и трехэтажных зданий это нормально.

Если вам нужна помощь в подборе насоса для системы отопления, звоните по номеру (050) 414-92-73.