Циркуляционный насос для горячей воды (ГВС): принцип работы и правила подбора

Для повышения эффективности систем отопления и горячего водоснабжения в их оснащение включают рециркуляционный насос, задача которого состоит в том, чтобы не только повысить давление транспортируемой по ним среды, но и обеспечить ее циркуляцию в непрерывном режиме. В некоторых случаях (в частности, при обустройстве автономных систем горячего водоснабжения и отопления) только рециркуляционный насос способен справиться с этой задачей.

Циркуляционный насос в системе горячего водоснабжения

Прежде чем оснащать рециркуляционным насосом систему горячего водоснабжения или отопления, следует разобраться в том, как устроено данное оборудование. Желательно также изучить принцип работы циркуляционного насоса.

Назначение и область применения

У насосов для рециркуляции горячей воды очень важная функция. При помощи таких устройств обеспечивается работа в требуемом режиме замкнутых трубопроводов, по которым транспортируется горячая вода. Нагнетая жидкость в трубопровод за счет вращения специальных элементов, рециркуляционные электронасосы повышают напор перекачиваемой ими жидкой среды и, соответственно, скорость ее перемещения.

Чаще всего рециркуляционными насосами оснащают системы отопления, что позволяет повысить не только эффективность, но и экономичность последних. Большинство таких систем, как известно, работает за счет теплоносителя, который, перемещаясь по трубопроводу, отдает тепло в помещение. Нагрев теплоносителя (в данном случае перед его подачей в трубопровод) обеспечивается котлом, бойлером или водонагревателем. После прохождения всего отопительного контура вода должна вернуться к нагревательному оборудованию, где ей снова придается требуемая температура.

Схема рециркуляции ГВС

Без использования специального насосного оборудования циркуляция воды в системе отопления будет протекать медленно, а в некоторых случаях может вообще не протекать, так как напор потока теплоносителя, никаким образом дополнительно не увеличиваемый, будет гаситься элементами трубопровода. Результат этого – неравномерно прогретые отопительные трубы и, соответственно, некомфортная температура в помещениях дома.

Циркуляционный насос для горячего водоснабжения повышает напор и давление горячей жидкости, перемещающейся по замкнутому трубопроводному контуру. Особенно актуально применение циркуляционных насосов для горячей воды в трубопроводных системах домов площадью более 200 м 2 , в которых имеется несколько точек водозабора, а бойлер установлен в отдельном помещении или в подвале. Вода в таких трубопроводах (как правило, достаточно протяженных), если в них не предусмотрена система рециркуляции при помощи специального насоса, остывает достаточно быстро. Это приводит к тому, что при открытии крана приходится долго ждать, пока из него польется нагретая до требуемой температуры жидкость.

Кроме того, при открытии сразу некоторых кранов в водозаборных точках напор воды в них падает, потому что давление жидкости, перемещающейся по трубопроводу самотеком, ничем дополнительно не поддерживается. Для решения именно таких проблем, с которыми сталкиваются владельцы частных и жители многоквартирных домов, предназначен насос ГВС, обеспечивающий принудительное перемещение, а также создание стабильного напора и давления воды в системе горячего водоснабжения.

Рециркуляционный насос не следует устанавливать вблизи баков и водонагревателей, тепло от которых может действовать на термостат

Использование циркуляционного насоса для отопления и горячего водоснабжения частного дома, кроме вышеперечисленных преимуществ, позволяет экономить на затратах на энергоносители. Поскольку в системах с рециркуляцией вода от котла транспортируется по трубам принудительно и значительно быстрее достигает всех точек водозабора и радиаторов отопления, ее температура при такой транспортировке снижается незначительно. Котлу, если в обслуживаемом им трубопроводе предусмотрена принудительная рециркуляция воды, требуется меньше времени, чтобы нагреть ее, соответственно, расход энергоносителей, используемых для работы нагревательного оборудования, снижается.

Насосы для циркуляции горячей воды активно используются для оснащения систем «теплый пол», схема которых предполагает наличие протяженного трубопроводного контура сложной конфигурации, состоящего из труб небольшого диаметра. Насос циркуляционный в таких случаях обеспечивает постоянное движение теплоносителя по трубам.

Циркуляционный насос является обязательным элементом системы теплых полов

Особенности конструкции

Для циркуляции ГВС используются преимущественно центробежные насосы с «мокрым» ротором. У такого циркуляционного насоса принцип работы довольно прост.

• Вода, поступающая в камеру рециркуляционного насоса через входной патрубок, захватывается лопатками рабочего колеса, вращение которому сообщается от вала приводного электродвигателя.
• На воду начинает воздействовать центробежная сила, которая отбрасывает ее к стенкам рабочей камеры, где создается повышенное давление.
• Под воздействием давления, сформированного центробежной силой, жидкость выталкивается в напорную магистраль рециркуляционного насоса.
• Всасывание в рабочую камеру очередной порции горячей воды происходит за счет того, что в центральной части такой камеры при протекании вышеописанных процессов создается разрежение воздуха.

Устройство центробежного циркуляционного насоса с «мокрым» ротором

Следует иметь в виду, что для отопления и ГВС не подойдет обычный центробежный насос для воды, так как условия эксплуатации такого оборудования не предусматривают высокой температуры перекачиваемой жидкости. Для изготовления насосов, при помощи которых осуществляется рециркуляция горячей воды, используются материалы, отличающиеся устойчивостью к повышенным нагрузкам и воздействию высоких температур. Кроме того, такие электронасосы, работающие преимущественно внутри помещений, должны отличаться малошумностью, чтобы не делать условия проживания в частном или в многоквартирном доме дискомфортными. Не менее важными характеристиками электронасосов для циркуляции ГВС являются компактность и экономичность в плане потребления электроэнергии.

Подбирая насосное оборудование, которое должно будет работать с горячей водой, также следует иметь в виду, что насосы для рециркуляции ГВС по условиям эксплуатации отличаются от устройств, используемых для оснащения отопительной системы. Так, модели насосов для котельной рассчитаны на перекачивание воды, температура которой доходит до 90°, в то время как устройства, обеспечивающие циркуляцию ГВС, могут работать с жидкой средой, нагретой до 65°. Таким образом, они не взаимозаменяемы, хотя при необходимости электронасос для отопления можно использовать для обеспечения циркуляции горячей воды в системах ГВС. Однако производить замену таких устройств в обратном порядке нельзя.

Бытовые насосы предназначены для рециркуляции воды в небольших системах горячего водоснабжения

Основные характеристики

Выбирая циркуляционный насос для ГВС или отопления, следует обращать внимание на следующие характеристики:

• производительность – количество жидкости, которое рециркуляционный электронасос способен перекачать в единицу времени (м 3 /час или литр/мин);
• напор или создаваемое насосом давление жидкой среды (метры водяного столба или Па);
• мощность, потребляемая рециркуляционным насосом (Вт);
• способ управления устройством (посредством таймера или датчика температуры).

Поскольку рециркуляционными насосами перекачиваются небольшие объемы жидкости, которая перемещается в отопительных трубах или водопроводе с небольшой скоростью, то высокие мощность и производительность таким устройствам не требуются. Так, для поддержания температуры воды в бытовых системах отопления и водопотребления, длина которых не превышает 40–50 метров, будет вполне достаточно рециркуляционного насоса с производительностью 0,2–0,6 м 3 /час.

Насос Grundfos с пропускной способностью 3.3 куб. м/час

В плане потребления электричества насосы для котельной и ГВС также экономичны, так как их мощность в зависимости от модели составляет от 5 до 20 Вт. Этого вполне достаточно для того, чтобы водяной электронасос был в состоянии обеспечивать эффективную циркуляцию по трубам горячей воды в частном доме.

Очень важно правильно подобрать циркуляционный насос по такому параметру, как напор потока жидкой среды, который он способен создавать.

Чтобы правильно выбрать насос по данной характеристике, можно руководствоваться следующими рекомендациями при подборе рециркуляционного оборудования для систем отопления и ГВС как небольшого жилого строения, так и большого коттеджа в несколько этажей.

• Если трубы, по которым насос должен обеспечивать циркуляцию жидкой среды, расположены на одном уровне, то подбираем оборудование со значением напора 0,5–0,8 метров водяного столба.
• Если в доме несколько этажей, рециркуляция ГВС должна обеспечиваться на нескольких уровнях трубопровода, а значит, следует учитывать высоту, на которую необходимо поднимать жидкость.

Чтобы в системах отопления и ГВС рециркуляцию жидкой среды сделать более эффективной, насосы следует выбирать с некоторым запасом по создаваемому напору.

Способы управления оборудованием

Поскольку расход горячей воды жильцами дома осуществляется периодически, по мере надобности, то нет никакого смысла в том, чтобы насос рециркуляции ГВС функционировал в постоянном режиме. Работа рециркуляционного насоса для воды в режиме периодического включения и отключения снижает нагрузку как на само оборудования, так и на трубопровод в целом. Обеспечить функционирование рециркуляционных насосов в периодическом режиме можно двумя способами:

• с использованием датчиков температуры;
• с применением таймера (включение и отключение электронасоса по расписанию).

Разница между такими элементами управления рециркуляционными помпами заключается как в их конструктивном исполнении, так и в принципе действия.

Управление при помощи датчика температуры

Данный способ управления работой рециркуляционного насоса предполагает использование температурного датчика, рабочая часть которого находится в постоянном контакте с транспортируемой по трубопроводу жидкостью. Когда температура воды в системе ГВС или в отопительной системе снижается до критического значения, датчик автоматически включает рециркуляционный электронасос, а когда температура жидкости поднимается до требуемого уровня, отключает его. Применение температурного датчика для управления работой рециркуляционного насоса позволяет поддерживать стабильную температуру жидкости в обслуживаемом трубопроводе. Удобным при использовании температурного датчика является и то, что его можно отрегулировать на любые значения температуры, при которых он будет срабатывать.

Рециркуляционный насос Grundfos с термостатом (датчиком температуры)

Управление посредством таймера

Бытовые рециркуляционные насосы могут оснащаться таймерами, которые будут включать и отключать оборудование по определенному расписанию. Время срабатывания таймера и продолжительность работы оборудования рассчитываются в зависимости от протяженности трубопровода и объема жидкости в нем, при расчете также учитываются тепловые потери в трубах и производительность помпы.

Используя таймер, можно увеличить период между отключением рециркуляционного насоса и его последующим включением вплоть до недели. Данная опция особенно актуальна в тех случаях, когда в горячей воде в определенный период нет необходимости, соответственно, включать насос и нагружать его вхолостую также нет смысла.

Рециркуляционный насос с встроенным таймером

При использовании насоса для рециркуляции воды важно также знать, как подключаются такие устройства к системам отопления и ГВС. Существуют две основные схемы подключения рециркуляционного насоса:

• последовательная (электронасос подключается к одному контуру трубопровода, который обслуживает все водозаборные точки);
• параллельная (рециркуляционное оборудование подключается к нескольким контурам трубопровода вместе с коллектором).

Дренажные, циркуляционные и другие разновидности насосов для горячей воды

Эффективность систем отопления и горячего водоснабжения зависит от правильного режима циркуляции. Слишком высокая скорость требует значительного увеличения давления в системе. В то же время при малой скорости вода быстро остывает.

Из-за этого в линиях ГВС ее приходится долго пропускать, а отопительные системы не справляются со своими функциями и не обеспечивают нужную температуру. Поэтому часто используется насосы для ГВС.

Какими бывают насосы для горячей воды?

Зачем нужен?

В частных домах, не имеющих подключения к централизованным сетям ГВС и ЦО, используются автономные системы обогрева и подачи горячего водоснабжения.

Для организации правильного режима подачи ГВС или отопления нагретая H2O запускается по кругу. Для этого используется специальный насос для горячей воды, предназначенный для перекачки жидкости в определенных условиях.

Его называют циркуляционным (или рециркуляционным), так как он нужен именно для безостановочного движения воды (или теплоносителя).

Стандартные схемы подачи ГВС имеют тупиковое строение. Отвод от стояка проходит до последнего прибора потребления, где и заканчивается. Если воду долго не включали, она в трубах остывает.

Работа отопительных систем также построена на циркуляции нагретого теплоносителя (воды). Есть системы, функционирование которых происходит за счет естественной циркуляции. Однако, они малоэффективны из-за низкой скорости движения.

Основные характеристики

Насосы для горячей воды должны обеспечивать заданный режим циркуляции. Для этого все устройства обладают определенными параметрами:

1. Рабочее давление. Это показатель, определяющий напор в трубопроводе.
2. Производительность. Величина, определяющая количество воды, которое насос перекачивает за единицу времени.
3. Мощность. Это показатель, определяющий максимальное усилие, которое может быть приложено на валу устройства.
4. Напряжение питания. Есть насосы, работающие от 380 или 220 В переменного тока. Кроме этого, есть низковольтные модели (12,24 или 36 В), более безопасные в работе.
5. Тип конструкции. Многие модели имеют отличия в устройстве ротора. Они дают свои преимущества, но имеют и недостатки.
6. Назначение. Есть насосы для ГВС или для систем отопления.

Параметры насоса — это его основные показатели, определяющие выбор пользователя. Приобретать насос, не ознакомившись с его техническими характеристиками, крайне рискованно. Необходимо обеспечить полное соответствие требований системы и параметров насоса, чтобы получить ожидаемый эффект от его работы.

Существует масса разновидностей насосов. Они отличаются друг от друга своими техническими показателями и назначением. Существуют насосы:

1. Дренажный. Используется для перекачки излишков грунтовых (почвенных) вод.
2. Погружной. Для нормальной работы этот насос должен быть опущен в воду.
3. Самовсасывающий (или поверхностный). В воду опускают всасывающий патрубок, а сам насос находится на поверхности.
4. Повышающий давление (или повысительный). Используется для повышения давления в системе, обеспечивает нормальный режим работы сантехники, стиральных и посудомоечных машин.
5. Промышленный. В отличие от бытового, промышленная модель обладает повышенной мощностью, прочностью, способен работать в сложных условиях. Стоимость промышленных моделей значительно выше, чем у бытовых.

Необходимо учитывать, что циркуляционные насосы выделены в отдельную группу.

Они тоже делятся на две категории:

Различаются также давление и производительность (отопительные насосы обычно показывают более высокие значения).

Устройство

Водяные насосы по своей конструкции представляют собой центробежные механизмы. Вода всасывается входным (всасывающим) патрубком и попадает на лопатки рабочего колеса. Оно вращается и с усилием выбрасывает воду по касательной к плоскости вращения.

Величина давления напрямую зависит от диаметра рабочего колеса — чем он больше, тем выше напор. Такова общая конструкция, но в продаже есть устройства с некоторыми отличиями. Рассмотрим их внимательнее:

С сухим ротором

Насос с сухим ротором представляет собой конструкцию, у которой в контакт с рабочей средой вступает только крыльчатка. Остальные узлы и детали остаются сухими, что способствует лучшему охлаждению элементов конструкции.

К недостаткам моделей с сухим ротором относятся:

• высокий уровень шума во время работы;
• низкая надежность конструкции, необходимость периодического обслуживания, смазки, замены подшипников.

Как правило, насосы с сухим ротором используются для систем отопления.

С мокрым ротором

Этот тип конструкции более распространен из-за своих преимуществ.

Конструкция этого типа работает в контакте с перемещаемой водой, что дает массу положительных моментов:

1. Значительно снижается уровень шума.
2. Вода играет роль смазки, поэтому все движущиеся детали мало изнашиваются. Это позволяет использовать подшипники скольжения, которые обладают в таких условиях большим сроком службы.

Однако, есть серьезный недостаток. При попадании в поток пузырьков воздуха (вследствие кавитации или нарушения герметичности), резко возрастает шум, нагрев и износ деталей конструкции.

Для удаления воздуха в конструкции имеются специальные отводы, которые работают как в автоматическом, так и в ручном режиме. Пользователь всегда может выпустить воздух, если заметит изменение режима работы насоса.

Какой и когда выбрать?

Выбор той или иной конструкции обусловлен типом системы. Если предстоит установка в закрытые и герметичные линии (например, отопительный контур), оптимальным вариантом конструкции станет насос с мокрым ротором.

Однако, если работать придется в открытых системах (линия ГВС, где возможно попадание воздуха через открытые краны или другие полости), лучше использовать конструкции с сухим ротором.

Расчеты перед покупкой

Выбирая насос, необходимо в первую очередь учесть его назначение и условия работы. Определить основные параметры поможет несложный расчет, который рекомендуется выполнить перед подбором той или иной модели. Это позволит обеспечить нормальный режим работы системы и увеличит срок службы устройства.

Расчет циркуляционного насоса для отопительного контура выполняется по формуле:

• Q — производительность насоса (расчетная);
• R — тепловая мощность, необходимая для отопления данного помещения (из расчета 1 кВт на 10 м2);
• TF — температура теплоносителя на входе в радиаторную систему;
• TR — температура теплоносителя на выходе из радиаторной системы.

Например, для обогрева дома площадью 100 м2 потребуется тепловая мощность 10 кВт. Если разница температур составляет 20° (в начальной точке 75°, а в конечной — 55°), то получаем следующий результат: 0,43 м3/час.

Приведенный пример слегка упрощен для наглядности. Как правило, зная производительность насоса, вполне можно выбирать определенную модель, не тратя время на подсчет остальных параметров.

Расчет насоса для ГВС можно не выполнять, руководствуясь простыми соображениями. В системе ГВС вода уже находится под определенным давлением, иначе она не побежит из крана.

Если организуется ее циркуляция, достаточно немного увеличить напор, чтобы заставить поток перемещаться. Для этого подойдет любой маломощный насос, рассчитанный на работу с водой температурой до 65°.

Критерии выбора

Выбор той или иной модели обусловлен несколькими критериями:

• Назначение устройства, тип системы, где оно будет работать.
• Технические характеристики.
• Тип конструкции.
• Производитель.
• Цена.

Выбирая устройство, не следует стесняться советоваться с продавцом. Если решено купить дорогой насос от известной фирмы, надо попросить продавца показать сертификат соответствия на устройство.

Если это не подделка, никаких затруднений не возникнет. В противном случае от покупки следует отказаться и поискать в другом магазине.

Топ лучших моделей

Рассмотрим несколько моделей насосов с разными конструкционными особенностями:

С сухим ротором

Среди наиболее популярных бытовых насосов с сухим ротором выделяются следующие модели:

Jemix W15GR15-A. Насос имеет прочный чугунный корпус, крыльчатку из пластика, нейтрального к воздействию влаги.

Двигатель имеет алюминиевый кожух, не склонный к коррозии. Производительность модели составляет 1,5 м3/час.

Комфорт X15GR 15. Отечественная модель, производительность которой составляет 1,8 м3/час. Насос способен работать как с холодной, так и с горячей водой температурой до 100 градусов.

Wilo PH-101 E. Немецкий насос, производительность которого составляет 9 м3/час при номинальной мощности в 100 Вт. Предназначен для работы со сравнительно низкими температурами — до 40°. Эффективен при установке в систему теплого пола.

Приведенные модели популярны и пользуются высоким спросом, хотя и другие виды насосов показывают вполне удачный набор рабочих качеств.

С мокрым ротором

В тройку лучших моделей входят:

• Grundfos UPS 25-40 180 (45 Вт). Продукция датской компании, пользуется высоким спросом из-за удачного набора характеристик. При мощности всего в 25 Вт, обеспечивает производительность 2,93 м3/час. Максимальная температура жидкости составляет 110° что позволяет устанавливать модель в радиаторных системах отопления.
• Wilo PB-201EA. 200—ваттный насос, снабженный защитой от сухого хода. Способен перемещать до 3,3 м3/час. Максимальная температура воды — 60°, что подходит для систем ГВС.
• VALTEC VRS 25/8-180. Насос производства российско-итальянской компании. При мощности в 182 Вт обеспечивает производительность 7 м3/час. Максимальная температура— 110°, что подойдет для отопительного контура.

3 модели для бани

Для подачи горячей воды в бане нужен насос с минимальным начальным давлением, иначе придется либо бак устанавливать на высоте более 2 м, либо сам насос опускать ниже уровня пола. Наиболее популярны следующие модели:

Грундфос UPA 15-90 N. Компактная модель, способная перекачивать до 1,5 м3/час горячей (до 95°) воды.

Способен создавать давление до 1 Бар, что сравнимо с централизованными водопроводными сетями.

Aquario АРМ-50. Моноблок с одной крыльчаткой. Температура — до 90°, обеспечивает подачу до 60 л/мин.

12 В DC5H. Мембранный насос, который питается от источника 12 вольт. Для бани — это хороший вариант, обеспечивающий безопасность для людей.

Схемы монтажа

Используется два способа подключения насосов:

• Последовательный в разрыв обратной линии контура.
• Параллельный с коллектором.

Первый способ хорош для систем с небольшим количеством приборов потребления и с малой суммарной длиной линий трубопроводов. Насос подключается в конце круга циркуляции, в разрыв обратной линии.

Второй способ используется при большом количестве контуров (например, петель теплого пола). Для него нужен мощный производительный насос, иначе придется устанавливать собственное устройство для каждого контура, что увеличивает шум и нагрузку на электросеть.

Как осуществить первый запуск?

Первый запуск, как правило, производится после полного подключения устройства, сборки всей линии и заполнения ее водой.

Пред запуском надо убедиться, что система полностью готова к работе. Большинство конструкций автоматически удаляют воздух при повороте специального винта.

Надо его отвернуть на полоборота (или больше), и подождать несколько секунд, пока воздух не выйдет и не польется вода. Для других насосов надо ставить специальный воздухоотводящий элемент (кран Маевского).

Методы управления

В непрерывной работе насосов нет нужды, так как система способна какое-то время удерживать давление воды. Обычно, критерием становится остывание воды в системе до 50°, после чего нужен запуск циркуляции. Существует два стандартных метода управления работой устройства:

По таймеру

Для труб с нормальной теплоизоляцией требуется около 15-20 минут, чтобы температура потока снизилась до критического значения.

Поэтому часто используется обычное реле времени, которое устанавливают на определенное значение. Его корректируют в рабочем порядке, определяя наиболее удобный перерыв в работе насоса.

По датчику

Основан на определении температуры воды. Для этого используется датчик температуры (терморезистор), дающий команду на автоматический запуск насоса при понижении температуры потока до заданного значения.

Самые частые виды поломок и способы их устранения

Самым частым видом поломки считается остановка крыльчатки. Устройство гудит, но не работает должным образом. Для решения проблемы надо отключить циркуляцию, слить воду, разобрать устройство и сдвинуть рабочее колесо. Обычно, причиной является налипание мелких частиц или попадание в поток посторонних предметов.

Вторым по частоте видом неисправности является перегрев. Он происходит из-за отсутствия смазки на подшипниках или из-за регулярного попадания воздуха в систему. Решить проблему можно, если хорошо смазать вращающиеся детали и надежно герметизировать все соединения.

Все, что необходимо знать о горячей воде, представлено в этом разделе сайта.

Полезное видео

Насосы рециркуляции горячей воды — как выбрать, подскажет видео:

Заключение

Насос для горячей воды позволяет установить нормативный режим работы систем отопления и подачи ГВС. Существуют разные виды таких устройств, поэтому выбор следует делать исходя из особенностей системы и условий работы оборудования.

Рекомендуется подбор и монтаж устройства поручать опытным специалистам, которые смогут избежать ошибок и обеспечить качественную работу систем обогрева или горячего водоснабжения.