Эффективные решения для систем жизнеобеспечения: электронные циркуляционные насосы и ГБМ

Партнерский материал

В стране, где отопительный сезон на большей части территорий длится около семи месяцев, а на остальных еще дольше, сложно переоценить важность сбалансированной системы отопления. Независимо от региона проживания, уровень комфорта, что в квартире, что в частном доме, базируется на эффективности систем жизнеобеспечения. С той разницей, что в собственном доме нет управляющей компании и все расходы по созданию и эксплуатации коммуникаций, ложатся исключительно на владельцев. И если еще пару десятилетий назад вопросы энергосбережения мало кого волновали, сегодня они во главе угла и с каждым повышением тарифов на энергоносители становятся все злободневнее.

В частном секторе наиболее востребованы инженерные системы с принудительной циркуляцией теплоносителя, важнейшим элементом которых является циркуляционный насос. Успешно обогревать дом будет и система с примитивным агрегатом предыдущего поколения. Но добиться максимальной эффективности с минимальными затратами энергоносителя можно только при использовании более совершенных и экономичных «умных» циркуляционных насосов. А за счет чего повышается экономичность инженерных систем с электронными циркуляционными насосами и как оптимизировать монтаж – объяснит специалист компании DAB.

Содержание

Функционал электронных циркуляционных насосов с мокрым ротором

В среднем, площадь современного загородного коттеджа варьируется в пределах 100-150 м², которые отапливаются либо радиаторной системой, либо теплым полом, либо их комбинацией. При любой компоновке магистраль, по которой циркулирует теплоноситель, получается не только длинной, но и «сложной». Для прокачки теплоносителя (хладагента, когда речь о кондиционировании) по отопительному контуру в систему встраивается циркуляционный насос. Изначально это были простейшие агрегаты, постоянно работающие в одном режиме, позднее появились чуть усовершенствованные приборы, со ступенчатой регулировкой напора теплоносителя в нескольких диапазонах.

Но и первое, и второе поколение насосов характеризовалось недостаточной эффективностью вкупе с высоким энергопотреблением. Последнее связано как с особенностями работы мотора в постоянном режиме, так и с отсутствием возможности более тонкой настройки. Сравнительно недавно производители реши обе этих проблемы, и вывели на рынок модернизированное оборудование – «умные» электронные циркуляционные насосы с интеллектуальной системой управления. Однако и спустя несколько лет после их появления на рынке, у потребителей остается масса вопросов.

Каким образом циркуляционный насос с управляющей автоматикой вообще экономит, кроме того что привод более экономичный? Измеряет поток жидкости и подстраивает мощность под это дело? Ведь по температуре насосу регулироваться незачем, за это отвечает котел, а в рекламе как раз упор делают на тепловые колебания суточные и сезонные.

Сейчас имеем простой дешевый насос с тремя ступенями мощности, жрет электричества он реально многовато. Хочу еще теплый пол сделать, и тут вообще в раздумьях, ставить второй насос очень не хочется, это неэффективно, подумываю даже собрать контуры на отдельных клапанах (по типу унибоксов). Но вот если есть насос, который около 45 кВт сожрет за год, то проблема, как с эффективностью, так и с шумом, решена сама собой.

Циркуляционные насосы Evosta 2 и Evosta 3 с частотным преобразователем помимо экономии электроэнергии позволяют выбрать режим работы насоса, в зависимости от системы, в которую он установлен.

При работе запорно-регулирующей арматуры в системе отопления, насос должен менять напор и расход (в радиаторной системе отопления) и расход в системе теплого пола. При использовании стандартного трехскоростного насоса, после срабатывания термоголовок или другой регулирующей арматуры, насос не адаптируясь, работает в предустановленном режиме. Это повышает шумность системы, энергопотребление, и отрицательно влияет на комфорт использования системы. Циркуляционные насосы Evosta 2 (установленные в ГБМ) или Evosta 3 при правильном выборе режима (теплый пол – радиаторы) адаптируются под систему, снижают или повышают производительность. Минимальное энергопотребление такого насоса 3,9 Ватт. Как показывает статистика, использование таких насосов позволяет за 1 год использования сэкономить более 50 % расходов на электроэнергию.

Преимущества «умных» циркуляционных насосов серии Evosta

Линейка электронных циркуляционных насосов с мокрым ротором Evosta разработана специально для частных систем отопления и охлаждения. Это оборудование с интеллектуальным управлением, характеризующееся не только усовершенствованными рабочими параметрами на фоне минимального энергопотребления, но и простотой монтажа. И первичная установка, и замена устаревшего трехскоростного агрегата на «умный» Evosta 2 или Evosta 3 отнимет минимум времени и не потребует сложного инструмента или специфичных навыков. Удобству монтажа способствуют компактные габариты, плата управления на передней части и универсальный штекер под питающий кабель. Насосы рассчитаны на интеграцию в любую систему отопления (охлаждения), так как могут работать в трех режимах.

• Режим постоянной скорости – потребление энергии в два раза ниже, чем у обычных циркуляционных насосов.
• Режим постоянного перепада – для теплого пола.
• Режим пропорционального перепада – для систем, оснащенных термоголовками.

Технические характеристики Evosta 2 и Evosta 3

• Температурный рабочий диапазон: от -10 до +110 ˚С (Evosta 3 комплектуется теплоизоляционным кожухом).
• Производительность: 0,4-3,6 м³/час; 0,4-4,2 м³/час.
• Напор: до 6,9 м; до 8 м.
• Класс защиты от воды: IPX5.
• Степень энергоэффективности: ≤0,18; ≤0,19.
• Защита от перегрузок: встроенная.
• Удаление воздуха: ревизионная пробка (не только отвод газов, но и доступ к валу); автоматическая дегазация через воздухоотводящую пробку. Для насосов серии Evosta3 предусмотрена функция сброса воздуха из гидравлической части «дальше по магистрали», до ближайшего воздухоотводчика.

Управление насосами максимально упрощено – одна кнопка для всех настроек, но у Evosta 2 три индикатора для отображения текущего состояния, а у Evosta 3 более информативный дисплей с цифровыми показателями по всем рабочим параметрам (режим, потребление, напор, производительность).

Долговечность даже самого совершенного оборудования, применяемого в инженерных системах, зависит не только от его исходных параметров, но и от качества перекачиваемой жидкости. Чтобы насосы Evosta прослужили как можно дольше, производитель рекомендует использовать дополнительное устройство – магнитный фильтр.

По результатам исследований, причиной около 70 % поломок и протечек циркуляционных насосов, а также возникновения шума при работе системы, становится попадание в теплоноситель соединений железа (магнетит, окись). При использовании магнитных фильтров D.Mag содержание примесей снижается на 90 %. Использование магнитных фильтров уменьшает расходы на техобслуживание и позволяет насосам работать в режиме минимального энегропотребления.

Еще одна новинка, значительно облегчающая жизнь, как профессионалам, так и домашним мастерам – ГБМ (группы быстрого монтажа).

Группы быстрого монтажа

Группы быстрого монтажа или насосные группы, можно использовать и в простых системах отопления, в сложных же, многоконтурных системах, ГБМ незаменимы. Они продаются в собранном, полностью готовом к монтажу виде и включают не только циркуляционный насос, но и элементы обвязки, необходимые для осуществления установки. Как и в отношении всего нового, пользователей, в том числе и участников нашего портала, волнует целесообразность применения насосных групп.

Сейчас задался вопросом, а так уж ли нужно/важно использовать группы быстрого монтажа в обвязке котла? Не переплата ли это? Какие достоинства у группы быстрого монтажа? Если делать обвязку без группы быстрого монтажа, какие могут быть проблемы?

Группы быстрого монтажа помимо быстрой, компактной и правильной обвязки циркуляционного насоса несут в себе еще несколько важных функций, как для системы отопления, – так и для пользователя. Обо всем по порядку.

— Во-первых, как я уже говорил – это правильная обвязка циркуляционного насоса, подразумевающая правильность его установки, простоту обслуживания и, при необходимости – замены.

Во-вторых – это полный контроль над каждым контуром отопления. На подающей и обратных магистралях в шаровые краны установлены контактные термометры. Они выдают температуру подачи и обратки, показывая, какой теплосъем обеспечивает данный контур. Это позволяет понять, – достаточно ли утеплено помещение, правильно ли рассчитана система (контур), и правильно ли подобраны отопительные приборы (по мощности).

В-третьих – это возможность управлять контуром отопления. Если установлен насосно-смесительный модуль, для низкотемпературных контуров отопления нет необходимости устанавливать дополнительные смесительные группы. Это экономит бюджет заказчика, и позволяет управлять температурой контура вручную, сервоприводом со встроенным термостатом, или сервоприводом, которым управляет котловая автоматика (то есть – это универсальное решение для любой системы).

В-четвертых: ГБМ от DAB DN20 имея производительность до 55 кВт (на коллекторе) и до 26 кВт на каждом насосном модуле, имеют компактные размеры и экономят до 30 % места в отличие от стандартных ГБМ DN25. За счет перехода на меньший диаметр (вместо стандартного 1 дюйма на 3/4 дюйма). При всем этом, пропускная способность данных ГБМ позволяет легко обвязать до 5-ти контуров отопления в доме, площадью до 350 м квадратных.

Что касается переплаты – она если и есть, то незначительная, так как для правильной обвязки циркуляционного насоса необходимо купить всю запорную арматуру, входящую в группу быстрого монтажа. Ну и конечно, насосные модули в ГБМ скрыты специальными пенополиуретановыми кожухами, предотвращающими выделение тепла в котельную, защищающие насос от внешних повреждений и случайное воздействие на запорную арматуру и автоматику.

Учитывая, что система создается не на один год и даже не на одно десятилетие, первоначальные вложения гарантированно окупятся. А «умный» насос в составе группы быстрого монтажа – залог эффективности и экономичности системы отопления (охлаждения) в частном доме.

Водяной насос для отопления: виды, технические характеристики и правила выбора

Гравитационные природные явления не всегда способны обеспечить достаточный уровень циркуляции теплоносителя, особенно в сложных системах с несколькими кольцами. Стимулировать движение теплоносителя поможет водяной насос для отопления помещений. Что из себя представляет это оборудование? Этот вопрос мы рассмотрим в нашей статье.

Помимо устройства и технических характеристик водяного насоса разберем виды, особенности маркировки. Также подробно рассмотрим преимущества циркуляционного оборудования и важные параметры, которые необходимо учитывать при выборе.

Общее строение водяного насоса

Водяной насос встраивается в отопительный контур для обеспечения движения теплоносителя. Поэтому такие системы называют отоплением с принудительной циркуляцией.

Он состоит из следующих базовых элементов:

• корпус с рабочей камерой;
• двигатель;
• крыльчатка;
• винт для спуска воздуха;
• клеммная коробка.

Клеммная коробка может быть оснащена дополнительным механическим и электронным оборудованием, предназначенным для регулирования режима работы двигателя.

Простота устройства обеспечивает высокую надежность насосов, благодаря которой они могут эффективно функционировать около 5-10 лет.

Виды насосов для отопительных систем

Современные циркуляционные насосы разделяют на два принципиальных вида: «сухие» и «мокрые». Они несколько отличаются внутренним устройством и схемой работы, но движение жидкости в них все равно обеспечивается за счет циркуляционных процессов в системе. Некоторые модели оснащаются устройствами для автоматического регулирования их работы.

Вариант #1 — приборы «сухого» типа

Конструкция сухого циркуляционного насоса не подразумевает контакт теплоносителя с ротором. Его рабочая область отделена от деталей электродвигателя специальными кольцами.

Их производят из следующих типов материала:

• графита;
• керамики;
• карбида вольфрама;
• нержавеющей стали;
• оксида алюминия.

Принцип работы «сухого» насоса заключается во вращении колеса в среде теплоносителя. Подающее воду отверстие находится по центру основной камеры, а отводящая система каналов – по периферии.

Вращение крыльчатки функционального колеса приводит к возникновению центробежных сил, перемещающих теплоноситель от центра корпуса к его краям. Такой принцип работы циркуляционного насоса обеспечивает постоянное движение воды через его внутреннюю камеру.

Положительными особенностями отопительного оборудования сухого типа являются:

• высокий уровень КПД – 70-80%;
• минимальный гидроудар при запуске;
• возможность горизонтального и вертикального расположение двигателя;
• перекачивание больших объемов теплоносителя за счет высокой мощности.

Из-за комбинации экономичности и шумности «сухие» насосы используются преимущественно в системах отопления промышленных, административных зданий и крупных жилых объектов.

Поэтому у приборов такого рода можно выделить следующие негативные стороны:

1. Высокий уровень шума, не позволяющий использовать их в квартирах.
2. Необходимость замены уплотнительных дисков каждые 2-3 года.
3. Высокая вероятность протекания теплоносителя наружу при нарушении герметичности рабочей камеры.
4. Необходимость внешнего охлаждения двигателя.

Из-за большого веса такое оборудование устанавливают на пол или подвешивают на кронштейны.

Существует два варианта конструкционного исполнения «сухих» насосов:

1. Моноблочный. Двигатель и металлический корпус прибора объединены в одну конструкцию со специфическими креплениями.
2. Консольный. К корпусу оборудования с помощью универсальных креплений может присоединяться двигатель любой мощности.

«Сухие» циркуляционные устройства для отопительных систем при соответствующем обслуживании являются более долговечными, поэтому они постепенно вытесняют с рынка модели с мокрым ротором.

Вариант #2 — насосы с ротором мокрого типа

Принцип действия циркуляционного прибора с ротором, относящимся к мокрому типу, аналогичен своему собрату в «сухом» исполнении: при вращении крыльчатки подаваемый в центр теплоноситель перемещается к периферии рабочей камеры, откуда собирается в отводящие каналы.

Ротор «мокрого» насоса контактирует с теплоносителем, который обеспечивает и охлаждение двигателя. Такие приборы не должны работать в сухом режиме, потому что они быстро перегреваются и сгорают.

Составные части оборудования обычно расположены в одном корпусе и составляют единую конструкцию, поэтому при поломке отдельных элементов их не заменяют, а покупают новый насос.

Преимущества агрегата с “мокрой” разновидностью ротора:

• бесшумность работы;
• компактные размеры;
• незначительное потребление электроэнергии (30-50 Вт);
• длительность работы без обслуживания;
• относительно небольшая стоимость;
• простота установки.

Устройства часто встраивают непосредственно в конструкцию бытовых котлов, облегчая потребителю выбор оборудования при монтаже системы отопления.

У отопительных приборов такого типа есть и минусы:

• конструкционные ограничения по максимальной мощности;
• низкая ремонтопригодность;
• маленький КПД (40-60%);
• необходимость строго горизонтального расположения оси двигателя.

Из-за низкой мощности “мокрая” разновидность насосных машин используют преимущественно в отопительных системах квартир и одноэтажных домов.

Преимущества циркуляционных приборов

До 1990 года отопительные системы в частной застройке проектировались и строились преимущественно без насосов. Теплоноситель двигался по трубам самотеком, а его циркуляция обеспечивалась конвекционными потоками жидкости при её нагреве в котле. В настоящее время все еще используют системы с естественной циркуляцией, хотя не так часто.

Сейчас движение теплоносителя осуществляется принудительно с помощью водяных насосов, которые имеют ряд преимуществ:

1. Пониженная нагрузка на котел за счет уменьшения разницы температур во входящей и исходящей трубе.
2. Равномерное распределение тепла по комнатам вследствие одинаковой температуры теплоносителя по всей длине отопительных колец.
3. Возможность оперативного регулирования температуры теплоносителя.
4. Быстрый прогрев отопительной системы при пуске холодного котла.
5. Отсутствие необходимости в устройстве трубопроводов с уклоном к котлу, обеспечивающих самопроизвольное перемещение теплоносителя.
6. Возможность использования тонких труб, которые занимают немного внутреннего пространства квартиры.
7. Мощность насоса позволяет нагнетать в отопительном контуре давление, достаточное для подачи теплоносителя на несколько этажей вверх.
8. Использование запорной арматуры на отдельных петлях сетей отопления.
9. Возможность интегрирования насоса в систему автоматического регулирования работы котла.

При массе преимуществ у циркуляционных приборов есть и два недостатка – это зависимость от электропитания и дополнительные расходы на электроэнергию.

Но минусы легко компенсируются – установка водяного насоса позволяет экономить 10-20% топлива, а доля стоимости электроэнергии в общих расходах на отопление составляет лишь 3-5%. Кроме того, при частом отсутствии электроэнергии можно установить ИБП, который обеспечит на определенный период автономную работу котла и насоса.

Особенности маркировки оборудования

Унифицированных требований к маркировке циркуляционных насосов, к сожалению, нет. Производители самостоятельно выбирают перечень технических характеристик, которые указываются на корпусе устройства.

На передней панели обычно отображаются такие сведения:

• направление движения теплоносителя;
• диаметр присоединяемых труб;
• предельно допустимое давление;
• производитель и модель;
• максимальная рабочая температура;
• степень защиты;
• рабочие параметры электросети;
• знаки соответствия национальным техническим регламентам.

Производители могут указывать и другие сведения на свое усмотрение. Подробные технические характеристики приборов указываются в руководстве по эксплуатации.

Единицы измерения отличаются в разных странах, поэтому цифровые обозначения на корпусе могут быть обманчивы. Лучше лишний раз открыть инструкцию, где наряду с характеристиками указываются и единицы их измерения.

На что смотреть при выборе насоса?

Выбор отдельного насоса для отопительного контура необходимо проводить с учетом многих параметров.

Технические параметры оборудования

Циркуляционное оборудование имеет ряд характеристик, которые особенно важно учитывать при покупке.

1. КПД – отношение объема затраченной электроэнергии к выполненной полезной работе по перекачиванию теплоносителя.
2. Напор – разница давления между выходящими и входными отверстиями насоса.
3. Подача воды – максимальный объем теплоносителя, прокачиваемый сквозь рабочую камеру при минимальной сопротивлении отопительного контура.
4. Мощность потребления электроэнергии.
5. Диаметр труб – номинальное значение присоединяемого оборудования.
6. Максимальное номинальное давление (обозначается PN) в рабочем контуре при 20 °C, при котором еще гарантируется длительное функционирование прибора в рамках гарантийного срока.

Этих данных обычно хватает для подтверждения достаточности технических характеристик насоса параметрам отопительной системы.

Более подробно критерии выбора мы рассмотрели в этой статье.

Достаточная мощность прибора

На выбор конкретной модели циркуляционного оборудования влияют технические характеристики, а также финансовые возможности покупателя и свойства отопительной системы. При желании сэкономить важно, чтобы мощности насоса было достаточно для нормальной работы котла. Ведь указанный в инструкции уровень подачи воды всегда значительно больше фактического.

Для самостоятельного определения достаточности мощности прибора предстоит провести три этапа расчетов.

Этап #1 — определяем производительность насоса

Определение необходимой производительности насоса по формуле.

Для квартир в многоэтажных домах тепловая мощность отопления принимается равной 75-80 Вт/кв. м., для домов – 100-120 Вт/кв. м. Разница температур на входе котла и на выходе из него обычно составляет 10 °C.

Получается, что для квартиры площадью 60 кв. м. будет достаточно реальной производительности насоса в (80*60)/(1,16*10)=414 (л/час).

Этап #2 — вычисляем величину напора

Определение величины напора для преодоления общего гидравлического сопротивления системы по формуле.

Указанная формула требует сложных расчетов с использованием справочных данных, поэтому для домашних и квартирных систем отопления можно воспользоваться упрощенным графиком.

Согласно графику, потери давления в квартире с диаметром труб 20 мм составят 70 мм/м, а с учетом длины трубопровода в 50 м. – 3,5 метра. Эту цифру следует умножать на коэффициент 1,3-2,2, учитывающий сопротивление водонапорной арматуры.

Этап #3 — определяем мощность насоса

Определение достаточности мощности насоса по графику напорно-расходных характеристик.

Такой график указывается в инструкции по эксплуатации, и он уникален для каждой модели насоса. Если точка пересечения рассчитанных выше параметров находится ниже кривой В, то прибор подходит для системы отопления, а если выше, то нет.

Подробные рекомендации по расчету циркуляционного насоса с конкретными примерами мы привели в следующей статье.

Дополнительные функции прибора

Если для отопительной системы критически важно постоянное движение жидкости, то можно установить пару последовательно расположенных в контуре насосов. Второй двигатель в такой системе может включаться при недостаточности мощности или поломке первого мотора.

Для автоматизации работы бойлера с нагревом от отопительного контура можно использовать насосы с термостатом и таймером. Встроенный механизм обеспечивает включение и выключение двигателя в зависимости от температуры теплоносителя и времени суток.

В разветвленных отопительных сетях можно использовать циркуляционные насосы с термостатом и плавной регулировкой скорости рабочего колеса. С их помощью в разных петлях происходит автономное регулирование скорости теплоносителя, в зависимости от его температуры. Насосы с автоматикой стоят в разы дороже и редко используются в квартирах и небольших жилых домах.

На рынке представлены как модели со стандартным, так и с нестандартным строением, придающим дополнительную функциональность. Рейтинг лучших отопительных насосов, составленный с учетом отзывов реальных пользователей, мы привели здесь.

Другие нюансы выбора насоса

Важно, чтобы оборудование на только выполняло свою функцию, но и работало долго, не причиняя неудобств жильцам дома или квартиры.

Поэтому при выборе прибора следует придерживаться следующих правил:

1. Выбирать известных производителей насосов: Calpeda, Grundfos, WILO. Цена их оборудования больше на 20-40%, но вероятность поломки значительно меньше.
2. Брать прибор с характеристиками, которые на 20-30% превышают расчетные. Этот запас снизит эксплуатационную нагрузку и увеличит срок службы оборудования.
3. Обращать внимание на габариты, чтобы насос помещался в отведенном для него месте.
4. Работа прибора должна быть максимально бесшумной, чтобы не мешать жильцам в ночное время.
5. Не нужно стремиться купить модель с мощностью, которая сильно превышает рассчитанные параметры. Это приведет только к перерасходу электроэнергии, но и к лишнему шуму.
6. Выбирать насос именно для систем отопления, потому что они рассчитаны на температуру работы до 130-150 °C.
7. Желательно, чтобы прибор имел встроенную сетку для фильтрации твердых частиц, взвешенных в теплоносителе.

Рабочие характеристики оборудования должны обязательно соответствовать параметрам системы отопления, на этом сэкономить невозможно. Дополнительно придется заплатить лишь за надежного производителя, повышенную защищенность корпуса и систему автоматической регуляции работы.

Большинство бытовых циркуляционных устройств для отопления не требуют настройки. Для их пуска достаточно подсоединить патрубки к трубопроводу и включить прибор в электрическую сеть. А как правильно выполнить монтаж насоса мы рассмотрели в пошаговой инструкции.

Выводы и полезное видео по теме

Как подобрать хороший циркуляционный насос для отопления:

Циркуляционное оборудование DAB:

Сравнение двух приборов Grundfos: модели UPS и Alpha2:

Выбор циркуляционного насоса лучше согласовывать со специалистами. Если мощность оборудования для стандартной квартиры могут подсказать и продавцы в магазине, то перед покупкой отопительного прибора для загородного дома придется обращаться за сложными расчетами к профессионалам.

Следует помнить, что обменять его в магазине после начала эксплуатации нельзя, поэтому лучше сразу покупать подходящую модель.

Хотите дополнить нашу статью полезными рекомендациями по выбору насоса на отопление? Или вы заметили несоответствие изложенных данных? Пишите свои замечания в блоке комментариев – ваше мнение мы обязательно учтем.

А может у вас остались вопросы после прочтения статьи? Задавайте их нашим экспертам, спрашивайте совет – мы постараемся вам помочь.