Характеристики водяного насоса для отопления

Делаем своими руками закрытую систему отопления частного дома

Массовое строительство частных домов требует усовершенствования многих систем – канализационной, отопительной, трубопровода. Ведь приходится в короткие сроки монтировать целые конструкции. Долгие годы предпочтение отдавалось открытой системе обогрева. Однако последние годы эта тенденция начала изменяться. Все чаще производится монтаж закрытой системы отопления частного дома. В чем же состоит разница этих конструкций?

Особенности открытой отопительной системы и закрытой

В момент запуска отопительной системы открытого типа следует проверять работоспособность всех элементов конструкции. В первую очередь требуется обеспечить бесперебойную работу насоса. Ведь именно он обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе. Главным преимуществом этого вида отопления является возможность монтажа дополнительных конструктивных элементов.

Закрытая система отопления – схема размещается в открытом доступе. Однако не стоит выполнять работы без предварительного расчета. Это относится и к открытому типу нагревания дома. Стоит заметить, что смонтированная закрытая система отопления своими руками имеет больше преимуществ, чем недостатков.

В открытой конструкции контакт теплоносителя и атмосферы нежелателен. К сожалению, избежать это не удается. И в результате в трубопроводе появляется воздух.

Комплектация водяного отопления закрытого типа

Во время монтажа закрытой системы отопления частного дома важно обеспечить полную изоляцию от влияния окружающей среды. Именно поэтому требуется максимально четко выполнять монтаж, согласовываясь со схемой. В чертеже также указывается деталировка и комплектовка отопительной конструкции

В чертеже также указывается деталировка и комплектовка отопительной конструкции.

1. Котел закрытого типа – один из важных элементов в системе отопления.
2. Автоматический воздушный, балансировочный, предохранительный и термостатический клапаны.
3. Определенное количество радиаторов отопления (согласно смете).
4. Качественный расширительный бак.
5. Шаровой вентиль и насос.
6. Не стоит забывать о фильтре и манометре.

Правила выбора котла для закрытого отопления

Мы советуем вам оценивать мощность котла. Если планируется обогревать дом, высота потоков в котором до 3-х метров, то подбираете так: на каждые 10 кв. м комнаты требуется 1 кВт. Естественно, это цифра усредненная. Ведь монтируемая закрытая система отопления своими руками должна быть еще и надежной.

А значит, к материалам предъявляется немало требований. Помните, расчеты лучше доверить инженеру. Лишь в этом случае дом будет полностью прогреваться в холода.

Принцип работы закрытой системы отопления

Он состоит из 2-х отделений — гидравлической камеры и газовой камеры. Нагреваясь, вода оказывается в камере гидравлического типа. В газовое отделение под давлением подается азот.

Монтаж линии подпитки закрытой системы отопления

Работа отопительной системы напрямую зависит от возможностей поддержания рабочего давления и объема теплоносителя

Очень важно, чтобы эти 2 параметра были постоянными. К сожалению, создание герметичности в отоплении невозможно достигнуть в полном объеме. Поэтому происходят утечки воды

Следовательно, нельзя забывать о периодическом пополнении теплоносителя

Поэтому происходят утечки воды. Следовательно, нельзя забывать о периодическом пополнении теплоносителя.

Стоит сказать, что подпитка закрытой системы отопления состоит из следующих компонентов:

1. Автоматический клапан подпитки размещается в месте, где самое низкое давление (как правило, перед входом сетевых насосов).
2. В трубопровод врезается кран. Так же требуется смонтировать задвижку и управляемый клапан. Это позволит контролировать заполнение системы отопления закрытого типа.
3. Избежать случайного ухода воды в питающую линию можно, если поставить обратный клапан. В этом случае высокое давление в закрытой системе отопления не станет причиной разгерметизации всей системы.
4. В качестве контролирующих приборов предлагается использование манометров. Эти небольшие устройства помогут отслеживать любые изменения в отопительной системе.

Монтаж закрытой системы отопления

1. Составление схемы отопительной конструкции.
2. Монтаж котла.
3. Установка радиаторов.
4. Прокладка трубопровода и обеспечение возможности подпитки закрытой системы отопления.
5. Размещение насоса, бака, фитингов и кранов. На этом этапе так же монтируются фильтры.
6. Установка манометров для контроля за давлением в закрытой системе отопления.
7. Подключение приборов учета и котла к электролинии.
8. Запуск и проверка заполнения системы отопления закрытого типа.

На этом технология монтажа отопительной системы завершается.

Система отопления с естественной циркуляцией

Системы водяного отопления по характеру движения теплоносителя делятся на 2 типа:

1. Система с принудительной циркуляцией;
2. Система с естественной циркуляцией.

Принудительную циркуляцию воды в системе отопления обеспечивает насосный агрегат, устанавливаемый отдельно или встроенный в отопительный котел. Естественная циркуляция реализуется за счет теплофизических свойств воды.

Принцип естественной циркуляции основан на возникновении движения воды разной плотности. Вода нагревается в котле и поднимается вверх по трубопроводу подачи. Так как вода – жидкость несжимаемая – порция горячей воды при подъеме сдвигает массив воды всей системы. При этом в котел поступает порция холодной воды, нагревается и вновь поднимается вверх. В результате образуется постоянный режим движения жидкости в сети за счет нагрева теплоносителя в котле. Циркуляция поддерживается уклоном трубопроводов.

Достоинство этого типа отопления – полная независимость от наличия электричества. Естественное отопление частного дома обладает и рядом недостатков:

1. Низкая скорость движения теплоносителя;
2. Сложность регулирования температуры системы;
3. Ограничения в выборе материалов для монтажа;
4. Исключительно открытый метод прокладки труб.

Схема обвязки приборов при естественной циркуляции – однотрубная, последовательная. Поэтому каждый радиатор в цепи холоднее предыдущего. Сооружение перемычки в этом случае невозможно. Низкая скорость воды снижает равномерность нагрева отопительных приборов – возле котла радиаторы горячие, последние в ряду – еле теплые.

 Регулировка температуры отопления возможна лишь укрупненная – регулирование размера потока на отдельный контур (группу радиаторов). 

Ограничение в выборе материала вызвано необходимостью использования труб диаметром не менее 40 мм. Трубы меньшего диаметра могут практически прекратить циркуляцию. Применение полимерных труб не рекомендуется – они служат теплоизолятором, стальные же выступают в качестве поверхностей нагрева. В качестве отопительных приборов применяют чугунные радиаторы или регистры из стальных труб диаметром 70 – 100 мм.

Конструктивные особенности насоса для отопления частного дома

В принципе, циркуляционный насос для отопления ничем не отличается от других разновидностей водяных насосов.

У него два основных элемента: крыльчатка на валу и электродвигатель, который вращает этот вал. Все заключено в герметичный корпус.

Но есть две разновидности этого оборудования, которые отличаются друг от друга расположением ротора. А точнее, контактирует ли вращающая часть с теплоносителем или нет. Отсюда и названия моделей: с мокрым ротором и сухим. В этом случае имеется в виду ротор электродвигателя.

С мокрым ротором

Конструктивно эта разновидность водяного насоса имеет электродвигатель, в котором ротор и статор (с обмотками) разделены герметичным стаканом. Статор находится в сухом отсеке, куда никогда не проникает вода, ротор располагается в теплоносителе. Последний — охлаждает собой вращающиеся детали прибора: ротор, крыльчатку и подшипники. Вода в этом случае для подшипников выступает, и как смазка.

Такая конструкция делает насосы малошумными, потому что теплоноситель поглощает вибрацию вращающихся деталей. Серьёзный недостаток: низкий КПД, не превышающий 50% от номинала. Поэтому насосное оборудование с мокрым ротором устанавливают на отопительные сети небольшой протяжённости. Для небольшого частного дома, даже в 2—3 этажа, это будет неплохой вариант выбора.

К преимуществам насосов с мокрым ротором, кроме бесшумной работы, можно добавить:

• небольшие габаритные размеры и вес;
• экономичное потребление электрического тока;
• длительная и бесперебойная работа;
• простота настройки скорости вращения.

Фото 1. Схема устройства циркуляционного насоса с сухим ротором. Стрелками обозначены части конструкции.

Недостаток — невозможность ремонта. Если какая-то деталь вышла из строя, то старый насос демонтируют, устанавливая новый. Модельный ряд в плане конструктивных возможностей у насосов с мокрым ротором отсутствует. Все они выпускаются одного типа: вертикального исполнения, когда электродвигатель располагается валом вниз. Выходной и входной патрубки находятся на одной горизонтальной оси, поэтому монтаж прибора производится только на горизонтальном участке трубопровода.

Важно! При заполнении отопительной системы воздух, выталкиваемый водой, проникает во все пустоты, и в роторный отсек в том числе. Чтобы спустить воздушную пробку, необходимо воспользоваться специальным спускным отверстием, расположенным в верхней части электродвигателя и закрыто герметичной вращающейся крышкой. Чтобы спустить воздушную пробку, необходимо воспользоваться специальным спускным отверстием, расположенным в верхней части электродвигателя и закрыто герметичной вращающейся крышкой

Чтобы спустить воздушную пробку, необходимо воспользоваться специальным спускным отверстием, расположенным в верхней части электродвигателя и закрыто герметичной вращающейся крышкой.

Профилактические мероприятия для «мокрых» циркуляционных насосов не требуются. В конструкции нет трущихся деталей, манжеты и прокладки устанавливаются только на неподвижных соединениях. Выходят из строя из-за того, что материал просто состарился. Основное требование к их эксплуатации — не оставлять конструкцию в сухом виде.

С сухим ротором

У насосов этого типа нет разделения ротора и статора. Это обычный стандартный электродвигатель. В конструкции же самого насоса установленные уплотнительные кольца, которые перекрывают доступ теплоносителя в отсек, где располагаются элементы движка. Получается, что крыльчатка насажена на вал ротора, но находится в отсеке с водой. А весь электродвигатель располагается в другой части, отделённой от первой уплотнителями.

Фото 2. Циркуляционный насос с сухим ротором. В задней части расположен вентилятор для охлаждения прибора.

Такие конструктивные особенности сделали насосы с сухим ротором мощными. КПД доходит до 80%, что для оборудования этого типа довольно серьёзный показатель. Недостаток: шум, издаваемый вращающимися деталями прибора.

Циркуляционные насосы представлены двумя моделями:

1. Вертикальное исполнение, как и в случае с прибором мокрого ротора.
2. Консольные — это горизонтальное исполнение конструкции, где прибор упирается на лапки. То есть, сам насос на трубопровод не давит своим весом, и последний не является для него опорой. Поэтому под этот тип обязательно укладывают прочную и ровную плиту (металлическую, бетонную).

Внимание! Уплотнительные кольца часто выходят из строя, становясь тонкими, что создаёт условия проникновения теплоносителя в отсек расположения электрической части электродвигателя. Поэтому раз в два или три года проводят профилактику прибора, осматривая в первую очередь именно уплотнители

Плюсы и минусы применения насоса отопления

Еще пару десятков лет назад в частном секторе дома оснащались отоплением самотечного типа. В качестве источника тепла использовалась дровяная печь или газовый котел. Для габаритных циркуляционных приборов оставалась всего одна область применения – сети централизованного отопления.

Сегодня же производители оборудования для отопления предлагают менее габаритные агрегаты, обладающие следующими преимуществами:

1. Увеличилась скорость передвижения теплового носителя. Выработанное котлом тепло достаточно быстро поступает в радиаторы. За счет этого существенно ускорился процесс прогрева помещений.
2. Чем больше скорость движения, тем выше пропускная способность труб. Это означает, что идентичный объем тепла может быть доставлен в комнаты, магистралью с меньшим диаметром.
3. Схемы водяного отопления претерпели значительных изменений. Магистраль может быть проложена с самым незначительным уклоном. Также сложность и протяженность линии может быть какой угодно. Основное правило – рациональный выбор отопительного насоса исходя из требуемой мощности.
4. С помощью бытового циркуляционного прибора стала возможна организация теплых полов в доме, а также эффективной системы отопления закрытого типа.
5. Появилась возможность спрятать всю отопительную линию коммуникаций, проходящую через комнаты, что не всегда благополучно сочетается с дизайном помещения. Достаточно распространены варианты укладки труб за натяжными потолками, в стенах или под покрытием полов.

К недостаткам насосных систем относят обусловленность функционирования от подачи электричества и его расходование перекачивающим аппаратом в отопительный сезон.

Ведущей фирмой Grundfos, занимающейся разработкой оборудования для отопления были выпущены инновационные модели циркуляционных насосов Alpfa2, способных менять производительность, исходя из потребностей отопительной системы, что позволяет экономить на потреблении электричества

Поэтому если участок часто лишается электроснабжения, целесообразно будет установить устройство для обеспечения электроэнергией в бесперебойном режиме. Второй недостаток не является критичным и может быть устранен правильным подбором мощности и модели циркуляционного насоса.

Типы схем открытого теплоснабжения

В открытой схеме системы отопления движение теплоносителя осуществляется двумя различными способами. Первый вариант – естественная или гравитационная циркуляция, второй – принудительное или искусственное побуждение от насоса. Выбор схемы зависит от этажности и площади постройки, а также от предполагаемого теплового режима.

Естественная циркуляция в отоплении

В гравитационной системе отсутствует какой-либо механизм для обеспечения движения теплоносителя. Процесс осуществляется исключительно за счет расширения горячей воды. Для работоспособности схемы предусматривается разгонный стояк, высота которого – не менее 3,5 м.

Если пренебречь установкой вертикального транзитного стояка, то высока вероятность, что теплоноситель, поступающий от котла, не будет развивать достаточную скорость

Система теплоснабжения естественного циркуляционного типа оптимально подходит для построек площадью до 60 кв. м. Максимальной протяженностью контура, способного обеспечить теплом, считается магистраль 30 м. Немаловажный фактор – высота строения и этажность дома, позволяющая монтировать разгонный стояк. Схема естественной циркуляции не подойдет для низкотемпературного режима применения. Недостаточное расширение теплоносителя не создаст должного давления в системе.

Возможности самотечной схемы:

1. Подключение к теплым полам. На водяной контур, ведущий к полу, монтируется циркуляционный насос. Остальная система функционирует в обычном режиме. При отключении электричества дом продолжит отапливаться.
2. Работа с бойлером. Нагревательный прибор монтируется вверху системы – немного ниже расширительного бака.

Для обеспечения бесперебойной работы на бойлер можно установить насос. Тогда схема теплоснабжения и производства ГВС автоматически переходит в разряд принудительных вариантов. Дополнительно монтируется обратный клапан, предотвращающий рециркуляцию теплоносителя.

Принудительная система с насосом

С целью повышения скорости теплоносителя и сокращения времени на обогрев помещения, встраивается насос. Движение потока воды увеличивается до 0,3-0,7 м/с. Интенсивность теплоотдачи возрастает, и ветви магистрали прогреваются равномерно.

Насосные схемы сооружают как открытого, так и закрытого типа. В открытых контурах расширительный бачок устанавливается в наивысшей точке системы. Присутствие насоса позволяет увеличить трубопровод между отопительным котлом и батареями, как по высоте, так и по протяженности (+)

1. Схема со встроенным насосом энергозависима. Чтобы обогрев помещения не прекращался при отключении электричества, насосное оборудование размещается на байпасе.
2. Насос устанавливается перед входом в котел на обратной трубе. Расстояние до котла – 1,5 м.
3. При установке насоса учитывается направление движения воды.

На обратке монтируются два отсекающих крана и обводное колено с циркуляционным насосом. При наличии тока в сети краны закрываются – движение теплоносителя осуществляется через насос. Если напряжение отсутствует, то вентили надо открыть – система перестроится на естественную циркуляцию.

На подающем трубопроводе надо установить обратный клапан. Элемент размещается сразу после котла и предотвращает рециркуляцию теплоносителя при работе насоса

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве

Остальное неважно

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

2 Знакомимся с агрегатом – как устроен и работает

Циркуляционный аппарат заставляет теплую воду двигаться по замкнутому колу отопления. Его устройство несложное: на нержавеющий корпус установлен ротор с крыльчаткой. Они вращаются при работе электромотора, крыльчатка втягивает воду внутрь и выдавливает в систему с другой стороны. Центробежная сила создает напор, преодолевающий сопротивление всей системы.

Отопительные насосы производятся двух типов: сухие и мокрые. В сухих ротор не имеет контакта с теплоносителем, их КПД достигает 80%. Он сильно шумит, поэтому требуется отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией. Сухие насосы требуют постоянного ухода. Следует постоянно удалять пыль из помещения, иначе ее может затянуть внутрь аппарата, и он разгерметизируется. Также сухие насосы нужно постоянно смазывать.

Несмотря на низкий КПД мокрого циркуляционного насоса по сравнению с сухим – всего 5% против 80% – в быту их применяют гораздо чаще. Это объясняется более низкой стоимостью, почти бесшумной работой, нетребовательностью – уход  практически не нужен. Ротор и крыльчатка погружены в теплоноситель, который одновременно смазывает трущиеся части. Уход сводится к удалению воздуха простым откручиванием винта.

Схема подключения циркуляционного насоса через термостат выглядит следующим образом

Сама отопительная система на схеме примитивная, представлена для общего понимания работы термостата, но из нее видно, что на трубу отопления, у котла, устанавливается трубный термостат, измеряющий температуру трубы, и в зависимости от неё включает или выключает циркуляционный насос.

Так же, если вы не найдете специальный трубный термостат (как на схеме), можно использовать обычный, комнатный термостат. с выносным датчиком температуры, который закрепляется на трубе.

Другие схемы подключения циркуляционного насоса через термостат, например, для регулировки температуры в помещении, чаще всего использовать нельзя. И хотя кажется логичным отключать циркуляцию горячей воды (или другого теплоносителя) когда в помещении становится слишком жарко и наоборот включать, когда холодно, такой подход неверный. В этом случае термостат должен управлять котлом, включая и выключая его в случае необходимости, а не насосами, гоняющими теплоноситель по системе.

Схема подключение циркуляционного насоса через источник бесперебойного питания (ИБП)

Еще одна важная задача при создании системы отопления дома — это обеспечение её максимальной автономности и общей надежности работы .

Для энергонезависимых систем отопления, сердцем которых являются газовые или твердотопливные котлы, потребляющие мало электроэнергии, такое решение кроется в реализации схемы подключения циркуляционных насосов через источники бесперебойного питания .

При этом автономность системы повышается многократно. Знакомые многим отключения электроэнергии в частном секторе, которые как назло случаются самыми холодными, темными ночами и приводят к замораживанию и часто разрушению как системы отопления, так и всего дома, теперь вам практически не страшны.

Выводы и полезное видео по теме

Организация однотрубной схема на основе электрокотла для небольшого дома:

Работа двухтрубной системы для одноэтажного деревянного дома на основе твердотопливного котла длительного горения:

Использование естественной циркуляции при движении воды в отопительном контуре требует точных расчетов и технически грамотного выполнения монтажных работ. При выполнении этих условий система отопления будет качественно нагревать помещения частного дома и избавит хозяев от шума насоса и зависимости от электроэнергии.

Если возникли вопросы по теме или есть желание поделиться личным опытом по организации и эксплуатации отопительной системы гравитационного типа, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Блок для обратной связи расположен ниже.