Выбор циркуляционного насоса для водяной системы обогрева «теплый пол»
Система водяного теплого пола все чаще применяется для создания комфортного микроклимата в частном доме. Ее эксплуатационные издержки намного экономнее, чем у других вариантов подобного отопления. Но дороже обходится комплект необходимого оборудования и его монтаж. Важным и ответственным узлом при комплектации является циркуляционный насос.
Правильный выбор устройства (с учетом предварительного расчета рабочих параметров), монтаж в соответствии с инструкцией и бережная эксплуатация – определяющие факторы корректной и долговечной работы всей системы обогрева полов.
Предназначение
Циркуляционный насос, и это следует из определения, обеспечивает постоянную циркуляцию теплоносителя в замкнутом рабочем контуре. В результате этого перемещения в трубопроводах поддерживается постоянное давление, отсутствуют застойные явления и завоздушивание. Теплоноситель, благодаря равномерному, а главное, постоянному движению, также равномерно переносит и отдает свою энергию всем участкам контура.
Кроме систем отопления и низкотемпературного обогрева, к которым относится «теплый пол», циркуляционные насосы применяются для организации охлаждения и кондиционирования. Для теплых полов жидкостного типа, при малом диаметре применяемых труб, длина контура часто превышает 100 м (а их, как правило, несколько). Особенность укладки трубопровода – частые крутые изгибы и повороты. Понятно, что для нормального обогрева потребуется принудительная циркуляция, которую и обеспечивает насосный агрегат.
Виды насосов
Все изделия для организации принудительного перемещения теплоносителя имеют общую типовую конструкцию:
- Прочный корпус из бронзы, пластика, нержавеющей стали, чугуна.
- Входной и выходной патрубки (размешаются на корпусе). Для промышленных агрегатов с диаметром от 40 мм применяются фланцевые соединители.
- Электрический мотор.
- Крыльчатка из технополимера, приводимая в движение валом электромотора и обеспечивающая движение жидкости по трубопроводу.
При значительном ассортименте насосного оборудования (зависит от рабочих параметров) все изделия делятся на три вида.
С «мокрым» ротором
Ротор – сборочная единица, основной деталью которой является вал. На нем установлена крыльчатка, защитные детали и уплотнительные изделия. Исполнение с так называемым «мокрым» ротором допускает движение жидкой среды между основными деталями – ротором и статором, защищенными цилиндрами из нержавейки. Роль рабочей жидкости в таких изделиях – смазка и охлаждение трущихся деталей насоса.
Преимущества агрегатов данного типа:
- Бесшумность работы.
- Надежность.
- Долговечность.
Основной недостаток – снижение КПД до уровня 50% и, соответственно, возрастающий расход электроэнергии (хотя изделия считаются экономными). Такое оборудование применяют для теплых полов с площадью обогрева до 250 м2.
С «сухим»
Модели подобного исполнения исключают контакт жидкости и ротора благодаря специальным уплотнениям. Их преимущества: большая мощность; высокий КПД – до 80%; с их помощью можно обогревать большие площади; работоспособность механизма не зависит от жесткости воды.
Недостатки:
- Шумная работа. Из-за этого оборудование рекомендуется размещать в изолированных котельных (бойлерных) помещениях.
- Необходимость технического обслуживания с чисткой и обязательной смазкой трущихся деталей.
Промышленные
Данный вид модельного ряда применяется для полов складских, цеховых и других производственных помещений. Изделие имеет повышенную производительность и сдвоенную конструкцию. Второй насос активируется при возрастающей нагрузке в период сильных морозов или при поломке первого.
Классификация по скорости
По этому параметру применяемый насос для теплого пола может быть одно- или многоскоростным. Для поддержания одинаковых температурных показателей по всей площади обогреваемых полов предпочтение отдают регулируемым устройствам с несколькими скоростями. Их работа регулируется автоматически или вручную. Условия погоды влияют на потребность в тепле.
Чтобы похолодание на улице никак не отразилось на температуре внутри дома, движение теплоносителя должно происходить с увеличенной скоростью. Повышая скорость движения теплоносителя, также снижает инертность отклика системы на изменения ее параметров потребителем. Вот основные причины для применения в системе популярных трехскоростных насосов.
Производительность
При выборе насоса для обогрева полов учитывают несколько параметров. Один из них – производительность (или расход). В упрощенной трактовке правильно подобранный агрегат за час работы обязан перекачать тройной объем находящейся в рабочем контуре жидкости.
Рассчитать производительность можно по формуле, зная температурные значения теплоносителя в подающей трубе (tп,°С) и обратке (tо,°С), а также мощность всего отопительного контура (Рh,кВт). Если рабочей жидкостью выбрана вода, формула имеет следующий вид:
Q=0,86*Ph/Δt,
где Δt=tп–tо – разница температур (обычно это 5°С).
Значение мощности во многом определяется отапливаемой площадью, регионом проживания, наличием и качеством утепления постройки. Для упрощения расчетов существуют таблицы и онлайн-калькуляторы. Рекомендуется значение параметра взять с 20%-ным запасом (с учетом возможных аномальных морозов). В этом случае износ насоса сокращается, а срок эксплуатации увеличивается.
Не забывайте! Если теплый обогрев полов состоит из нескольких контуров, расчет выполняется для каждого из них, а результат суммируется.
Маркировка
Нанесенная под названием насоса буквенно-цифровая маркировка помогает быстрее определиться с нужной моделью изделия и узнать многие его рабочие характеристики. Для примера рассмотрим обозначение популярных насосов Grundfos. Так, в надписи UPS D 25-60 F 130 следующие значения букв и чисел:
- UP – обозначение типа насоса. В данном случае это циркуляционный.
- S – трехскоростное исполнение.
- D – спаренный.
- 25 – диаметр подключаемого трубопровода (мм).
- 60 – высота (в дециметрах) подъема жидкости – мощность.
- F – фланцевый тип соединения с трубами контура. Отсутствие индекса означает резьбовое соединение.
- 130 – монтажный габарит (установочный размер), мм.
По индексам маркировки также можно узнать, из какого материала выполнен корпус. Если, например, из нержавейки – N, из бронзы – B, отсутствие индекса – из чугуна. На фронтальной поверхности (ниже) приводятся электрические характеристики, защитное исполнение, предельные значения давления и температуры, направление перемещения теплоносителя.
Материал корпуса
Система, в которую также включают циркуляционный насос, является замкнутой с минимальным процентом присутствующего кислорода. Если материал труб выбран правильно, и в качестве теплоносителя залита нейтральная дистиллированная вода, выбору удовлетворяют все доступные варианты исполнения корпуса – из нержавеющей стали, литого чугуна, бронзы или полимеров.
Присутствие в контуре окислителя ограничивает применение конструкционных материалов. Чугун сразу исключается. Чтобы вообще не задумываться о проблеме присутствия окислителя в трубопроводе и возможных последствиях, выбирают изделия с корпусом из прочного полимера или нержавеющей стали.
Напор (мощность) и расход – расчет показателей
Производительность (расход) насоса уже рассматривалась и приводилась формула для ее определения (можно пользоваться универсальными таблицами). Другая важная характеристика изделия – напор – количество энергии, передаваемое проходящей через него жидкости, благодаря которой поток теплоносителя преодолевает гидравлическое сопротивление труб и других элементов греющего контура.
При рассмотрении маркировки это была цифра 60, обозначавшая максимальный уровень подъема водяного столба на 6 м (или 0,6 атм.). На величину напора влияет конструкция насоса, вязкость теплоносителя (во многом зависит от температуры и выбора жидкости – вода, масло, антифриз), скорость крыльчатки. Определить требуемый напор помогают специальные таблицы. Самостоятельно вычислить значение параметра (кПа) можно по формуле:
Н=(П*L+ΣK)/1000, в которой:
- L, м – длина труб;
- П, Па/м – коэффициент гидравлического сопротивления метра трубы;
- К – запас мощности (коэффициент).
Соотношение для перевода полученного значения в атмосферы: 100кПа=1атм.
Подбор насоса для теплого пола
Приобретая уже укомплектованный набор для теплого пола, можно быть спокойным о совместимости всех изделий и их соответствии характеристикам всей системы. При самостоятельном выборе комплектующих нужно учитывать их свойства и условия эксплуатации. Для циркуляционного насоса при выборе важно отталкиваться (на основании результатов предварительного расчета) от таких параметров:
- Производительность, которая должна с 20-30-процентным запасом превышать расчетную величину.
- Максимальный напор, зависящий от материала и диаметра труб, длины трубопровода, выбранного теплоносителя. При недостаточном напоре изделие постоянно будет перегретым и прослужит недолго.
- Общие габариты и размеры патрубков (вход/выход).
- Количество фаз. Трехфазные агрегаты востребованы при организации отопления и обогрева в больших домах.
Также при подборе насоса играет роль площадь обогреваемого напольного покрытия (влияет, с каким ротором будет изделие – «мокрым» или «сухим»), материал труб и вариант рабочей жидкости (может ограничивать выбор материала насосного корпуса), уровень утепленности здания или определенного помещения (влияет на мощность подбираемого насоса и возможность использования двух изделий в системе).
Особенности установки
В отопительных контурах стандартное место для циркуляционного прибора – перед котлом (на обратке). Место выбрано так, чтобы исключить чрезмерный нагрев изделия от проходящего через него теплоносителя. Для низкотемпературных теплых полов это не принципиально, и насос можно устанавливать в любой разрыв трубопровода.
Важно! При монтаже насос должен располагаться так, чтобы его вал оставался в строгом горизонтальном положении. В остальных случаях КПД изделия может снижаться на 30-40%.
На практике выбирается схема подключения на подаче за смесительным узлом. Объясняется это желанием максимально снизить завоздушивание рабочего контура и при возникновении воздушных пробок (из-за перепадов трубопровода по высоте, рабочих сбоев системы, нарушения герметичности соединений) эффективно их выдавить наружу.
В двухуровневых постройках для обеспечения регулировки уровня обогрева на каждом этаже устанавливается по одному насосу. При включении оборудования в схему теплого пола желательно предусмотреть установку с двух сторон от него запорных вентилей. Это поможет заменять устройство и снимать его для ремонта либо обслуживания без слива жидкости из контура.
Неисправности и их устранение
Если система теплого пола заполнена водой, то отложения солей на подвижных элементах насосного оборудования (в период простоя между отопительными циклами) могут привести к поломке всего изделия. Перед первым запуском после простоя рекомендуется вручную аккуратно прокрутить крыльчатку с ротором. Еще лучше – разобрать и очистить от отложений внутренние детали.
Другая проблема – завоздушивание – относится и к насосу, и ко всей системе трубопроводов. Для удаления воздуха до и после насоса ставят краны Маевского, включают в общую схему воздушный клапан.
Эксплуатация и уход
Несколько несложных правил помогут продлить эксплуатационный срок установленного насосного узла:
- Не нужно перетягивать резьбовые соединения, а для их герметичности лучше применять ленточный герметик вместо пакли.
- Агрегат располагают в удобном и доступном (для демонтажа и обслуживания) месте.
- Для снижения количества солевых отложений перед насосом устанавливают очистной фильтр.
- Стравливание воздуха обязательно при первом пуске в начале отопительного сезона, при появлении холодных зон напольного покрытия. Для профилактики процедуру выполняют ежемесячно.
- Своевременно проводят чистку и смазку деталей изделия с «сухим» ротором.
- Не следует выполнять резких переключений температуры и давления в единой системе.
Насос совместно со смесительным узлом задает требуемую температуру теплоносителя и обеспечивает равномерный прогрев всего отопительного контура. Правильно рассчитать рабочие параметры, а затем выбрать соответствующее им и условиям эксплуатации изделие – значит обеспечить эффективную работу теплого пола.