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 (t_п,°С) и обратке (t_о,°С), а также мощность всего отопительного контура (Р_h,кВт). Если рабочей жидкостью выбрана вода, формула имеет следующий вид:

Q=0,86*P_h/Δt,

где Δt=t_п–t_о – 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.