Як підібрати циркуляційний насос для системи опалення приватного будинку

Ще не так давно більшість опалювальних систем в приватних будинках України працювали за рахунок природної циркуляції теплоносія (термосифонна система). Але при цьому котел потрібно було встановлювати якомога нижче по відношенню до трубного розведення та опалювальних батарей. А сама опалювальна система повинна бути змонтована з належним ухилом без зайвих поворотів звужень тощо. Це завдання, вимагає майстерності і високої кваліфікації. Тому, досить часто ближні до опалювального агрегату радіатори нагрівалися так, що до них не можна було доторкнутися, а дальні залишалися ледве теплими. З цим доводилося миритися, тому що побутових циркуляційних насосів тоді не існувало, як і електричних бойлерів та інших звичних сьогодні речей. Сучасна система опалення схематично зображена на малюнку нижче.

Як влаштований циркуляційний насос

На вигляд більшість насосів виглядають приблизно однаково (див. мал.1), а різниця у вартості відрізняється в кілька разів. Різко відрізняється вартість азіатських і європейських виробників. Різниця в якості та довговічності, а також сумісності з системою автоматики теж є. Але насправді дешеві китайські насоси цілком гідно працюють в простих системах опалення.

Перейдемо до маркування. Не залежно від фірми виробника в позначенні циркуляційного насоса є цифри, що відображають основні параметри. На мал. 2, наведено приклад розшифровки позначення однієї з найпопулярніших моделей від фірми Grundfos (Данія).

Найважливішими параметрами є:

1. Діаметр під'єднання трубопроводу (в даному випадку 25 мм, бувають ще на 32мм). Трубопроводи діаметром 40 і більше міліметрів в приватному домобудівництві практично не застосовуються. Потужні опалювальні системи комплектуються насосами промислових серій з фланцевим приєднанням.

2. Максимальний напір - в прикладі позначений цифрою 40 в дециметрах. Це означає, що насос здатний підняти теплоносій на висоту до 4 метрів. Цього цілком достатньо для одно- двоповерхових будівель. У інших виробників цифра може стояти відразу в метрах. Для побутових систем випускаються моделі з максимальним напором до 4-х, 6-ти і 8-ми метрів.

3. Монтажна довжина, в даному випадку 180 мм - це відстань між патрубками, що приєднуються з різьбленням. Більшість побутових моделей випускаються на монтажну посадку саме 180 мм.

Циркуляційні насоси відносяться до класу насосів з мокрим ротором. Це означає, що вода із системи опалення циркулює не тільки в області робочої крильчатки, але і всередині електродвигуна, див. мал. 3. За рахунок робочої рідини насос охолоджується, вона ж служить мастилом.

Така конструкція дозволила зменшити розмір корпусу, звести шум при роботі практично до нуля, що особливо важливо, адже розподільчі гребінки циркуляційних систем ставлять в житловому будинку. Крім того, збільшився час безперервної роботи, сучасні насоси працюють по 7-15 років без обслуговування і ремонту, навіть китайські, ціна яких зовсім непомітна на тлі вартості опалювальної системи.

До недоліків такої системи можна віднести тільки досить низький ККД (максимум 60%). Але беручи до уваги те, що споживана потужність побутових моделей знаходиться в діапазоні 40-120 Вт, цей недолік не є суттєвим.

Також більшість циркуляційних насосів можуть працювати у трьох режимах (тришвидкісні), що значно розширює сферу застосування кожної моделі. Перемикач режимів знаходиться на кришці клемної коробки, див. мал. 4.

Як підібрати циркуляційний насос для домашньої системи опалення

Для вибору потрібно обчислити два параметри нашої опалювальної системи:

• Продуктивність Q - кількість теплоносія за одиницю часу, яку необхідно перекачати насосу, щоб забезпечити розраховану тепловіддачу.
• Напір H - який гідравлічний опір системи необхідно подолати насосу, щоб прокачати потрібний обсяг теплоносія.

Ці два значення називаються робочою точкою циркуляційного насосу. Щоб перевірити чи підходить насос в нашу систему потрібно нанести цю точку на графік з кривими продуктивності насоса, див. мал. 5.

Оскільки циркуляційні насоси тришвидкісні, то на графік нанесені графіки трьох напірних характеристик. Якщо робоча точка знаходиться поблизу однієї з кривих або потрапляє прямо на неї - це означає, що насос добре впорається із завданням. На прикладі розрахункова точка трохи вище кривої, але різниця не суттєва і система зможе працювати в штатному режимі. Тим більше, що ціна більш продуктивного насоса буде істотно вищою.

Як розрахувати продуктивність

Є проста формула для підрахунку:

Q = W / C * (t2- t1), де:

• Q - витрата (продуктивність) л / хв або м3 / год;

•  W - потужність, кількість тепла яке потрібно передати, якщо насос оди, то W = потужності котла, Вт;

• С - коефіцієнт теплопровідності води = +1163 Вт / (м3х ° С) або 1,163Вт / (літр х ° С);

• t1- температура охоловшої води в трубах «повернення назад» контуру опалення (зазвичай 45-60 ° С);

• t2- температура гарячої води після котла перед подачею в систему (зазвичай 75-80 ° С).

Наприклад, у нас будинок площею 120м2, для його опалення котел повинен видавати 12 кВт, температуру в прямому трубопроводі опалення приймаємо t2 = 70 ° С, а повернення назад 55 ° С, значить витрата теплоносія буде:

Q = 1200 / 1,163х (70-55) = 687,8 л / год

Витрата відносно невелика, з яким впорається навіть самий малопотужний насос.

Як розрахувати напір

Для розрахунку робочого тиску потрібно обчислити гідравлічний опір системи опалення. Формули точного розрахунку досить складні і враховують діаметр основних і обхідних труб, кількість кутів і розгалужень, опір радіаторів, вентилів, клапанів, самого котла тощо.

Як показує практика, внутрішній опір системи, який потрібно подолати насосу в приватних будинках, знаходиться в межах - 1,2 -2,5 метра водяного стовпа, для більшості 1-2 поверхових будівель, загальною площею від 100 до 350 м2.

Для перевірки існує спрощена формула для приблизних розрахунків:

H = (R x Iх FZ), де

• H - шукана величина напору (метри);

• R - втрати на тертя в трубопроводі (приблизно - 1,5 см на 1 погонний метр трубопроводу);

• I - загальна довжина трубопроводу (контуру);

• FZ - коефіцієнт поправки на опір котла, радіаторів, вентилів тощо, в середньому приймаємо 1,3, а якщо в системі є термостатичний вентиль, то збільшуємо коефіцієнт до 2,2.

Наприклад, у нас загальна довжина опалювального контуру 79 метрів, тоді натиск:

H = (0,015х79х1,3) = 1,54 метра.

Значить, робоча точка в нашому прикладі:

• витрата Q = 0,69 м3 / год;

• натиск Н = 1,54 м.

Потрібно брати циркуляційний насос, який забезпечить ці параметри. Робоча точка з прикладу відповідає 1-2 швидкості насосу з маркуванням 25-6-180.

ВАЖЛИВО! Не варто думати, що якщо у вас дво- або триповерхова будівля, то насос повинен подолати різницю висоти між місцем встановлення і найвищою точкою опалювальної системи (4-8 метрів для двоповерхових будівель).

Справа в тому, що опалення - це замкнута система і теплоносій не тільки піднімається вгору за допомогою насоса, але і опускається назад під дією сили тяжіння, а значить, на вході насоса є тиск (підпір), що дорівнює різниці висот між найвищою точкою і місцем встановлення. Тому величина напору в 1,5-2 метра для двох і триповерхових будівель - це нормально.

Якщо вам потрібна допомога в підборі насосу для системи опалення, телефонуйте за номером (050) 414-92-73.