«Умный» циркуляционный насос в системе отопления: особенности и преимущества

Материал подготовлен при участии экспертов компании Wilo.

Прошедший зимний отопительный период с сильными морозами, внезапными оттепелями и частыми переходами через 0 мог выявить все плюсы и минусы в работе системы отопления загородного дома. В результате, в зависимости от эффективности работы оборудования, домовладельцы или потратили на обогрев коттеджа запланированные средства, либо переплатили и задумались, как уменьшить затраты в следующем отопительном сезоне.

Существует несколько способов модернизировать систему отопления и, тем самым, снизить эксплуатационные расходы в долгосрочном периоде. Один из них — оснастить «инженерку» циркуляционным насосом, гибко подстраивающимся под постоянно меняющиеся условия эксплуатации. Разбираемся в вопросе с помощью инженера компании-производителя циркуляционных насосов.

• В чём заключаются особенности современной системы отопления.
• Для чего нужен циркуляционный насос с интеллектуальной системой управления.
• На чём основан принцип работы циркуляционных насосов с электронной системой регулирования.
• Какая экономическая выгода от использования «умного» циркуляционного насоса.

Особенности современной системы отопления загородного дома

В зависимости от региона, отопительный период в нашей стране в среднем длится 6-7 месяцев. Т.к. цены на энергоносители всё время растут, среди владельцев загородных коттеджей увеличивается интерес к строительству энергоэффективных домов, т.е. зданий, где все энергопотери сведены к минимуму. Практика показывает, что при грамотном подходе к процессу возведения такого дома (основанном на теплотехническом расчёте) средства, потраченные на его строительство, возвращаются в виде снижения затрат на оплату энергоносителей.

Но зачастую при этом из вида упускается один важный момент — возведение энергоэффективного, а значит, экономичного дома, требует решения целого комплекса задач. Помимо утепления, монтажа системы вентиляции с рекуператором, для минимизации расходов нужно повысить эффективность работы системы отопления.

Отопительная «инженерка» загородного коттеджа включает в себя самое разнообразное оборудование. Это — твердотопливные, газовые, электрические или дизельные котлы, система тёплого пола или настенные радиаторы с термостатическими головками и т.д. Поэтому отопительная система загородного дома оснащается циркуляционными насосами.

Зачастую в отопительную систему устанавливают обычные (нерегулируемые) циркуляционные насосы, всё время работающие на постоянной скорости оборотов или имеющие ступенчатую регулировку напора теплоносителя в 2-3 диапазонах.

Такие насосы могут иметь устаревшую конструкцию и неэффективно работающий двигатель. Это приводит к значительному перерасходу денежных средств. Чтобы этого избежать, систему отопления можно модернизировать, установив в неё «умный» циркуляционный насос.

Преимущества циркуляционного насоса с интеллектуальной системой управления

Нерегулируемые насосы систем отопления потребляют большое количество электроэнергии, т.к. в течение всего отопительного периода они постоянно работают на максимальном режиме. В то время как фактически большую часть времени отопительная система работает в режиме неполной нагрузки.

Например, при внезапном потеплении (это нередко происходит среди зимы) пользователь понижает температуру теплоносителя и его напор, т.к. от отопительных приборов не требуется повышенная теплоотдача. Также от системы отопления не требуется максимальная эффективность работы в начале и в конце отопительного сезона, когда на улице только установилась прохладная погода, а сильные морозы ещё не пришли. При смене дня и ночи, при отъезде из дома на работу днём, когда с помощью термостатических головок, установленных на радиаторах, можно понизить температуру в помещениях и, тем самым, сэкономить средства на отоплении.

Т.е., в течение всего отопительного сезона от циркуляционного насоса требуется максимальная производительность лишь ограниченный период времени. Следовательно, насос должен гибко подстраиваться под постоянно меняющиеся условия эксплуатации и личные предпочтения людей, проживающих в доме.

Насосы старого поколения позволяют вручную выбирать одну из нескольких постоянных частот вращения (обычно двух или трех). Зачастую такие насосы могут работать на максимальной скорости, даже если все радиаторы перекрыты. Это приводит к неоправданно высокому энергопотреблению.

Современные «умные» циркуляционные насосы оборудованы высокоэффективными моторами с автоматическим регулированием мощности. Это оптимизирует гидравлические параметры насоса при всех режимах работы системы отопления и, особенно, в режимах неполной нагрузки, что позволяет ощутимо снизить расходы на электроэнергию.

Дополнительная экономия электроэнергии обеспечивается путем активации автоматического режима снижения частоты вращения и функции Dynamic adapt. Это функция непрерывной динамической подстройки рабочей точки в зоне частичной загрузки насоса.

За счет постоянной адаптации рабочей точки насоса, а также функции автоматического удаления воздуха, использование электронных насосов позволяет избежать возникновения шумов в системе, что особенно важно для жилых помещений

Принцип работы циркуляционных насосов с электронной системой регулирования

Как уже говорилось выше, в нашем климатическом поясе наблюдаются значительные колебания температуры окружающей среды. Независимо от погодных условий, пользователю требуется обеспечить постоянную комфортную температуру воздуха в жилых помещениях.

При низких температурах, как правило, все радиаторы открыты, требуется максимальная подача теплоносителя. При росте температуры на улице часть радиаторов прикрывается – через систему проходит меньшее количество теплоносителя.

Современные «умные» циркуляционные насосы способны подстраиваться под меняющуюся нагрузку системы. Электронная система управления насоса позволяет автоматически изменять частоту вращения мотора, в зависимости от состояния системы (количества открытых радиаторов). В отличие от стандартных насосов, с возможностью ручного выбора одной из двух-трех скоростей вращения, встроенный частотный преобразователь «умных» насосов с высокой точностью автоматически меняет скорость вращения мотора, что позволяет моментально реагировать на изменения условий в системе отопления. Таким образом, применение циркуляционных насосов с интеллектуальной системой управления существенно снижает потребление электроэнергии.

Также у таких насосов есть возможность выбора одного из нескольких режимов регулирования, что позволяет обеспечить оптимальную работу насоса в конкретной системе.

В зависимости от установленного способа регулирования, электроника насоса поддерживает или линейно изменяет заданное значение перепада давления, в соответствии с текущим состоянием системы (например, количеством открытых радиаторов), вместе с тем изменяется подача насоса. Частота вращения мотора постоянно изменяется, а значит, автоматически, без участия пользователя, насос подстраивается под изменившиеся условия эксплуатации.

Экономическая выгода от использования в системе отопления «умного» циркуляционного насоса

В чём заключается экономия при установке в систему отопления «умного» энергосберегающего насоса? Это ключевой вопрос, который интересует любого застройщика, задумавшего купить циркуляционный насос с электронной системой регулирования.

Преимущества следует рассматривать в комплексе и, что самое главное, в долгосрочной перспективе. Например, обычный нерегулируемый циркуляционный насос для системы отопления в среднем потребляет 500-800 кВт·ч в год. Для сравнения: телевизор – до 200 кВт•ч в год, стиральная машина – около 200 кВт·ч в год, электрическая плита – 450 кВт·ч в год, т.к. обычный циркуляционный насос работает постоянно и на максимальном режиме. Но вышеперечисленное бытовое оборудования включается лишь периодически.

Минимальная потребляемая мощность современного энергоэффективного циркуляционного насоса составляет 3 Вт, а среднегодовое потребление не превысит 50 кВт·ч.

Поэтому «умные» насосы позволяют экономить до 90% электроэнергии по сравнению со стандартными насосами, так как они автоматически подстраиваются под меняющиеся параметры системы и оснащены высокоэффективными, экономичными электрическими двигателями.

Также помним о таком немаловажном факторе, как автономия дома. Загородные жители хорошо знают, что иногда случаются перебои в электроснабжении, аварии подстанций и обрывы линий электропередач. Чтобы система отопления продолжала работать, её оборудуют источником бесперебойного питания. ИБП, питая циркуляционные насосы и котел, позволит функционировать системе отопления до момента восстановления централизованного электроснабжения.

Поставив энергоэффективный циркуляционный насос с малым потреблением электроэнергии, пользователь существенно увеличивает время работы системы отопления от ИБП. Либо может сократить затраты на её монтаж, т.к. потребуется инвертор и блок аккумуляторов меньшей мощности.

А в нашем видеосюжете показываются нюансы монтажа комбинированной системы отопления в деревянном доме.

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.