Как уменьшить мощность циркуляционного насоса для отопления?

Установка циркуляционного насоса своими руками: инструкция, подключение, фото работ

Для автономного отопления загородного дома с естественной циркуляцией, характерна общая проблема. Неравномерное движение теплоносителя по системе приводит к неравномерному прогреванию приборов отопления, особенно если система отопления достаточно протяженная. Решает задачу неравномерного движения теплоносителя тепловые насосы отопления, превращая отопление, в систему отопления принудительной циркуляции.

Нужно ли уменьшать мощность?

В современных моделях газовых котлов, оснащённых высокочувствительной автоматикой, нет необходимости самостоятельно снижать показатели мощности. В оборудовании более раннего выпуска и самых простых агрегатах подобные мероприятия осуществляются:

• в случае переделки системы отопления с существенным снижением уровня общей производительности;
• в случае отказа от определённого дополнительного функционала, включая демонтаж системы горячего водоснабжения и «тёплые полы».

При значительных расхождениях в показателях принимаемой и минимальной мощности происходит «тактование» оборудования, сопровождающееся постоянным включением и выключением котла. В этом случае наблюдается ускоренный износ таких рабочих узлов, как горелка, трёхходовой клапан и насосное устройство. С целью предотвращения выход котла из строя требуется уменьшить показатели мощности одним из доступных способов:

• замена горелочного устройства модуляционным аналогом;
• сокращение подачи топлива изменением настроек клапана;
• уменьшение мощности посредством настроек меню сервиса;
• регулированием функционирования циркуляционного насоса.

С целью снижения расхода топлива устанавливается термостат, обеспечивающий более точную работу оборудования, монтируются устройства погодозависимой автоматики. Необходимым условием сохранения высокого качества функционирования газового котла является грамотное техническое обслуживание агрегата, а также повышение тепловой эффективности посредством утепления помещений.

Циркуляционные насосы – маленькие пожиратели энергии

Проведенные исследования свидетельствуют, что циркуляционные насосы для отопительных систем в основном имеют слишком большую мощность и работают с очень низким эксплуатационным коэффициентом полезного действия (КПД). Главные причины этого явления: неправильный отбор мощности и плохое гидравлическое регулирование. Последствия: слишком большие затраты электрической энергии, неравномерное распределение тепловой энергии и лишний шум. Если бы параметры определялись точно и циркуляционные насосы, представленные на рынке, использовались правильно, можно было бы сэкономить до 60% электроэнергии.

Уже достаточно распространенным стало мнение о том, что в системах отопления, а также при использовании больших электрических и осветительных приборов существуют большие возможности сбережения энергии. Пока циркуляционные насосы работают без перебоев, пользователи уделяют мало внимания этим важным функциональным составляющим систем. Если же насос выходит из строя, его можно быстро заменить. Достаточно обратить внимание на список насосов, предлагаемых производителями, и на номинальные показатели, необходимые для подключения. В основном именно так и делают, забывая о необходимых расчетах. Редко кто задумывается над тем, чтобы оптимально встроить циркуляционный насос к существующую систему.

Циркуляционные насосы имеют избыток мощности

Слишком мало внимания обращают на то, сколько энергии потребляют циркуляционные насосы. Учитывая их электрическую мощность они кажутся экономными, однако находятся в постоянной эксплуатации и поэтому существенно увеличивают потребление электроэнергии. Часто случается, что доля отопительных насосов в общем объеме потребляемой электроэнергии в домах на одну или две семьи составляет более 10%, а в много квартирных домах – 5-10%.

Анализ, проведенный в рамках швейцарской программы «импульс», показал, что на эксплуатацию циркуляционных насосов приходится около 3.5% общего потребления электрической энергии. Этот результат совпадает с результатами исследований, которые были проведены в Германии, где приведена доля составляет около 15 млрд кВт/ч в год. Было также определено, что циркуляционные насосы в основном имеют избыток мощности, поэтому работают с гораздо худшим эксплуатационным коэффициентом полезного действия, чем тот, который возможен при условии правильного определения параметров. Без всякой необходимости количество потребляемой энергии, как правило, резко увеличивается из-за превышения давления и объема транспортируемого потока. Это может, в частности, приводить к возникновению шумов в клапанах термостатов отопительных элементов.

Исследователи предполагают, что относительный потенциал сбережения энергии составляет более 60%, но воспользоваться им можно при условии правильного определения размеров и мощности циркуляционных насосов и при условии их правильной эксплуатации. При этом речь не идет о каких-то «революционных» технических новациях. Реализация возможностей энергосбережения обусловливается лишь использованием точных методов определения параметров, отбором наиболее экономичных насосов и их рациональным использованием.

Так, например, было выяснено, что помпы очень часто находятся в режиме эксплуатации даже тогда, когда отопительный сезон закончился. Во многих установках циркуляционные насосы всегда работают с высокой мощностью не только днем, но и ночью, что вообще не имеет смысла. Кажется, что на действующих помпах редко проверяют число оборотов или применить более целесообразную регулировку.

Некачественное гидравлическое регулирование

В различных исследованиях было достигнуто общему выводу о том, что важной причиной неудовлетворительного определения параметров насосов является отсутствие гидравлического регулирования соответствующих отопительных установок. Плохие гидравлические показатели наблюдаются не только на многих небольших установках, которые в количественном отношении преобладают, но и на больших. Наряду с потребителями, которые получают мало тепловой энергии, существует много потребителей, которым ее подается слишком много. Чтобы выровнять положение, установки работают с увеличенным давлением и большим объемом транспортируемого потока.

Изучение проблем, возникающих в сфере теплоснабжения, показало, что производители отопительных систем и проектировщики очень быстро поддаются соблазну решить гидравлические проблемы и исправить недостатки тепловых схем с помощью увеличения мощности помпы. Если системы хорошо отрегулированы, то каждый эксплуатационный узел будет получать максимальный объем транспортируемой воды необходимый для его работы. После регулировки установки и при условии правильного выбора режима отопления станет очевидным, насколько низким может быть необходимый объем транспортируемого потока. Но еще и до сих пор многочисленные производители отопительных систем не осуществляют регулирование систем.

Наименьшая помпа мощностью 5-20 Вт – это реальность

Более 80% всех отопительных установок находятся в собственных и многоквартирных домах. При типичной потребности в тепловой энергии, что составляет 20 кВт (для домов на одну семью, построенных в прошлые годы), и при привычном регулировании системы на 70/50 градусов С за условий номинальной нагрузки необходимый объем транспортируемой воды составляет менее 1000 л/ч. В новых домах нужна разве что половина, то есть 10 кВт и 500 л/ч. Однако на рынке вряд ли удастся найти циркуляционные насосы, наилучший режим работы которых составляет менее 1500 литров в час.

Вместе с тем швейцарские инженеры показали производителям помп, что можно сделать. Ими был разработан циркуляционный насос, способность к адаптации которого (5-20 Вт) и коэффициент полезного действия (до 40%) намного превышают аналогичные показатели всех имеющихся ныне помп. На рынке почти бесполезно искать циркуляционные насосы с потреблением мощности, меньше 20 Вт. Самый высокий коэффициент полезного действия малых насосов с мощностью до 100 Вт составляет 3-20%. В установках с мощностью на контуре системы отопления до 25 кВт (дома для одной семьи, распределение по квартирах в многоквартирных домах и т.д.) эксплуатационный коэффициент полезного действия колеблется между 1% и 10%, что связано с неудовлетворительной адаптацией.

Но даже если помпы в данном случае работают с наивысшим для них коэффициентом полезного действия, то часто не хватает качественного гидравлического регулирования (большой расход воды) или установлены компоненты со слишком большой потерей давления и напорные клапаны (они часто приходят на помощь в случае выявления гидравлических недостатков).

Эффективные помпы – это довольные клиенты

Пока на рынке не будут предлагаться мини помпы, не стоит ожидать в установках для домов на одну семью (в отличие от крупных установок) достижения целевой отметки экономии, равной Рэи

Расчет мощности циркуляционного насоса

Ещё на стадии проектировании системы отопления следует определиться, какими характеристиками должен обладать циркуляционный насос. От этого будет зависеть эффективность работы системы в целом.

В большинстве случаев рассчитать требуемую мощность позволяет формула

• где W – тепловая энергия, выделяющаяся в результате работы системы отопления (Вт);
  С – собственная теплоемкость теплоносителя, которая для воды составляет 1163 Вт/(м3 * °С) или 1,163 Вт/(л * °С);
  Q – объем теплоносителя, проходящего через котел (м3/ч или л/ч);
  t₁ – температура теплоносителя, выходящего из котла (°С);
  t₂ – температура теплоносителя, поступающего в котел (°С).

Если принять температуру на выходе котла t₁ равной 60 °С, температуру на входе t₂ равной 50 °С, а тепловую энергию, выделяемую системой отопления W равной 9 кВт, то подача теплоносителя должна быть

Q = 9000 / 1,163 * (60 – 50) = 774 л/ч

Основные правила монтажа

Любое оборудование поставляется в сопровождении инструкции производителя, в которой отражается вся важная информация об его устройстве, принципе работы и правилах монтажа. Прочитав внимательно данный технический документ, можно понять основные правила обращения с ним.

Очень важно при самостоятельной установке выбрать нужную позицию изделия относительно горизонта. Расположение вала электродвигателя должно быть строго горизонтальным. В противном случае могут образоваться воздушные пробки, которые оставят подшипники без смазки и достаточного охлаждения. Это приведет к быстрому износу деталей и скорой поломке оборудования. На корпусе насоса есть стрелка, по направлению которой должен двигаться теплоноситель в системе.

Варианты правильного и неправильного расположения циркуляционного насоса с «мокрым» ротором. Категорически запрещено размещение оборудования так, как показано в нижнем ряду

Необходимость фильтрации воды

Перед насосом устанавливают грязевик, функция которого заключается в фильтрации теплоносителя. Фильтр-грязевик задерживает абразивные частицы, песок, окалины и другие загрязнения, попавшие в воду. При попадании подобных элементов внутрь насоса может произойти разрушение крыльчатки и подшипников. Так как диаметр врезки для монтажа насоса имеет небольшой размер, то можно использовать обыкновенный фильтр грубой очистки. Обратите внимание, что бочонок, служащий для сбора различных взвесей, направляют вниз. Находясь в таком положении, фильтр не послужит препятствием для циркуляции воды. При частичном заполнении бочонок не утратит способности пропуска теплоносителя.

Важно! Большинство фильтров снабжены стрелкой, указывающей правильное направление потока воды в контуре. Если проигнорировать направление стрелки, то придется намного чаще чистить грязевик.

Расположение насоса в отопительном контуре

В принципе, большинство моделей современных насосов способно одинаково хорошо работать как на подаче, так и на обратке. Оборудование можно врезать в любой части отопительного контура. При этом следует учитывать, что длительность работы подшипников и пластиковых деталей устройства будет зависеть от величины температуры теплоносителя. Поэтому лучше врезать оборудование на обратном трубопроводе после расширительного мембранного бака и перед котлом отопления.

Один из вариантов правильной врезки циркуляционного насоса в трубопровод системы отопления частного дома с длиной контура не более 80 метров

Для чего нужен байпас?

Циркуляционный насос является энергозависимым устройством. При отключении электричества система отопления должна работать на условиях естественной циркуляции. Для этого необходимо минимизировать сопротивление в контуре за счет уменьшения количества изгибов и поворотов, а также использования в качестве запорной арматуры современных шаровых вентилей. В открытом состоянии просвет в шаровом вентиле совпадает с диаметром трубы.

Циркуляционный насос устанавливают на байпасе, который отсекается от основной системы с помощью двух шаровых кранов. Такое размещение оборудование позволяет произвести его ремонт или замену без ущерба для отопительной системы дома. В межсезонье система отопления может работать без насоса, который перекрывается с помощью все тех же шаровых вентилей. При усилении морозов насос включают в работу, открывая запорную арматуру по его краям и закрывая шаровый вентиль на основном контуре. Так осуществляется регулировка направления потока теплоносителя.

Монтаж циркуляционного насоса на байпасе (обводной трубе) с использованием трех шаровых кранов обеспечивает ток теплоносителя по нужному направлению

Электрическое подключение

Если система отопления устроена по принципу принудительной циркуляции, то в случае отключения электричества насос должен продолжать работать от резервного источника питания. Поэтому рекомендуется устанавливать источник бесперебойного питания, который позволит функционировать системе отопления пару часов. Этого времени обычно хватает специалистам для устранения причины аварийного отключения подачи электричества. Продлить автономную работу оборудования могут внешние аккумуляторы, подключенные к резервному источнику питания.

Подключение насоса к источнику бесперебойного питания (ИБП), который дополнительно усилен тремя аккумуляторными установками, последовательно соединенными в единую цепь

Осуществляя электрическое подключение оборудования, необходимо исключить вероятность попадания в клеменную коробку влаги и конденсата. Термостойкий кабель используют в том случае, если теплоноситель разогревается в системе отопления более, чем на 90° С. Не допускается соприкосновение силового кабеля со стенками труб, двигателем, корпусом насоса. Подключение силового кабеля к клеменной коробке производится с левой или правой стороны, при этом переставляется заглушка. При боковом расположении клеменной коробки кабель заводят только снизу. И да, заземление обязательно!

Расчет “циркуляционника” основывается на двух показателях расход и напор. Ниже приводится пример, как предлагает делать расчет компания WILO.

Расчет расхода циркуляционного насоса

Для расчета расхода рекомендуется использовать следующую формулу:

Q — требуемый расход

V — теплопотери (или мощность котла) в кВт

ΔT — разница температур подачи и обратки в ℃

Например, в вашем доме установлен котел мощностью 12 кВт и мощность рассчитана правильно. В системе вода. Разница температур 10 ℃. Вам потребуется циркуляционный насос с расходом:

Q=0,86 x 12/10 = 1,03 м³/час

Расчет напора циркуляционного насоса

В закрытой системе, каковой является отопительная, геометрическая высота перекачивания не учитывается при расчете напора. Напор циркуляционного насоса рассчитывается исходя из того, что ему нужно преодолеть сумму напоров возникающих в трубах, трубопроводной арматуре, теплообменниках, отопительных приборах. Сопротивления всех элементов системы суммируются и мы получим нужное значение. Эти характеристики для труб и запорной арматуры можно найти в инструкциях производителей.

Для упрощения компания WILO рекомендует принимать напор исходя из возраста и оснащенности системы. Например, для семейного дома высотой до 7 метров напор можно принять:

• старые системы с большим диаметром стальных труб ранее работавшие в гравитационном режиме — 0,3-0,6 метров;
• новые системы отопления из пластиковых труб без термоголовок — 0,5-1,5 метров;
• новые системы из пластиковых труб с термостатическими клапанами на радиаторах — 1,5-3,0 метров

Насос с требуемыми рабочими характеристиками подбирается по графику. На оси ординат находим значение напора и проводим горизонтальную линию до графика второй скорости (для трехскоростного насоса). Рабочая точка должна находиться в средней части графика. Проверяем требуемый расход на оси абсцисс. Он должен входить в рабочее поле. Если не входит, подбираем агрегат большей мощности.

При расчете циркуляционного насоса нужно учесть следующие моменты. Если в дальнейшем планируются мероприятия по повышению энергоэффективности, такие как утепление, замена окон и дверей, расчетные показатели циркуляционного насоса можно уменьшить примерно на 15-25%. Если в системе будет циркулировать незамерзающая жидкость, то мощность насоса из-за повышенной вязкости среды нужно скорректировать в сторону увеличения примерно 1,5 раза.

Для точного расчета циркуляционного насоса можно воспользоваться специальными программами от производителей WILO Assistant или GRUNDFOS PRODUCT CENTER. Их можно найти на сайтах производителей.

Существенно уменьшить затраты на электроэнергию в доме с радиаторами с термостатическими клапанами можно посредством установки циркуляционного насоса с автоматическим изменением частоты оборотов вала. Насос работает на мощности, которая необходима в данный момент времени. Если все термоголовки на радиаторах прикрыты, то насос будет работать на минимальной мощности. В линейке нашего магазина это модели WILO YONOS PICO, WILO YONOS PARA.

Пример расчета циркуляционного насоса для теплого пола можно посмотреть на видео:

Расчёты производительности

Чтобы насос работал эффективно, нужно верно подобрать его характеристики. Если вы не уверены в данных, лучше обратитесь к специалисту перед покупкой. Проще всего узнать производительность по следующей формуле:

• G – объём необходимого теплоносителя, л/ч
• Q – общая нагрузка на отопление, Вт. Для облегчения расчётов лучше брать соотношение 1000 Вт на 10 м².
• Δt – разность между температурой воды на выходе из котла и при возвращении к нему. При расчетах обычно принимается равной 20° C.

К примеру, нужно подобрать насос для загородного дома в 100 м². Для его обогрева потребуется 10000 Вт. В таком случае расчёт будет выглядеть так: G=0,86х10000/20=430 л/ч =0,43 м³/ч

Итого, понадобится насос с производительностью 430 л или же 0,43 м³/ч.

Гидравлическое сопротивление

Высота трубопровода задает гидравлическое сопротивление всей схемы водяного отопления, которое и предстоит преодолевать циркуляционному насосу.

• 1 из 1

На фото:

Схема расположения циркуляционных насосов фабрики Grundfos в системе отопления и ГВС частного дома.

Энергопотребление класса А Прежде шкала маркировки энергоэффективности применялась исключительно для бытовой техники. Но теперь аналогичным образом маркируют и энергоэффективность циркуляционных насосов. Первой систему маркировки предложила компания Grundfos. Количество измеренных киловатт-часов, которые насос тратит за год, оценивается по шкале от A до G, при этом энергоэффективность средних циркуляционных насосов соответствует классу D. В отличие от них, насосы класса A могут сократить энергопотребление на 80%.

На фото: Экономия от использования энергосберегающих циркуляционных насосов класса A, B, C.

Качественный монтаж насоса в систему отопления дома

От того насколько правильно была произведена установка насоса на отоплении зависит долговечность, эффективность и бесперебойная работа оборудования. Специалисты компании «ОБИНС» предоставляет услуги по монтажу физическим и юридическим лицам, мы гарантируем качество и соблюдение стандартов.

Стоит ли производить установку насоса в систему отопления?

Установка насоса в систему отопления выгодна по нескольким причинам. После монтажа насосного оборудования КПД в системе отопления возрастает на 30-40%. Следствием является повышение эффективности отопления и уменьшение расходов.

Преимущества циркуляционных насосов:

возможность создавать контуры с зауженными участками и любой конструкции;

удаление возможных воздушных пробок из системы;

после того, как котел включен за счет насосного оборудования дом прогревается в течение нескольких минут;

увеличение показателей КПД;

оптимизация давления в сети – решение проблемы с затрудненным ходом или при отсутствии движения теплоносителя;

насосы с «мокрым» ротором надежны, просты в обслуживании и ремонте.

Для двухэтажных домов наши специалисты рекомендует установку нескольких насосов в систему отопления, что позволит регулировать показатели температуры на каждом этаже по отдельности, также можно приобрести нагнетательный механизм.

Виды циркуляционных насосов для отопления

В зависимости от сферы применения наши специалисты производят монтаж насоса в систему отопления разных видов. На рынке представлено насосное оборудование с «мокрым» и «сухим» ротором.

Монтаж насоса отопления с «сухим» ротором выполняется в многоэтажных домах, производственных объектах, торговых и развлекательных центрах. Устройства отличаются высоким КПД – 80%. Сложный монтаж и обслуживание лучше доверить профессионалам. В этом случае ротор надежно изолирован и в контакт с теплоносителем не вступает. Не рекомендуется производить установку в систему отопления дома частного или загородного, так как помпа работает очень шумно.

Для частного дома идеально подходит циркуляционный насос с «мокрым» ротором. В этом случае рабочая часть ротора находится в непосредственном контакте с теплоносителем. Коэффициент полезного действия ниже, чем у предыдущего вида и составляет около 50%. Устройство практически бесшумно при работе, стоит дешевле «сухого» ротора, проще в ремонте и обслуживании.

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса?

Перед тем как выполнять установку циркуляционного насоса в систему требуется рассчитать необходимую мощность. При обращении в компанию «ОБИНС» наши сотрудники все расчеты сделают за вас, где будут учтены следующие моменты:

плотность теплоносителя в системе отопления;

диаметр труб и главных частей отопительного оборудования;

расход теплоносителя котлом за определенное время;

максимальное давление напора теплоносителя от котла в систему;

общий объем и максимальную температуру теплоносителя, и многое другое.

Сделать расчеты без опыта и наличия специальных устройств весьма проблематично, а от правильности данных зависит долговечность и эффективность отопления.

Нашими специалистами подбирается место установки насоса отопления с учетом свободного доступа для обслуживания и ремонта насосного оборудования. Врезка выполняется после котла и до 1-ого ответвления – это оптимальный вариант для парового отопления и любого другого. При необходимости врезаются вспомогательные насосы отопления для достижения оптимальной и эффективной системы.

Стоит знать, что потребуется нагнетающий механизм при обустройстве теплых полов для подачи теплоносителя от котла в напольную систему обогрева.

Основные этапы установки циркуляционного насоса в частном доме

Способы монтажа циркуляционного насоса в систему отопления могут быть разными и зависят от конструктивных особенностей отопления, вида помпы и многих других факторов. В штате компании «ОБИНС» работают узконаправленные специалисты, которые смогут выполнить работу любой сложности и в любом объеме.

Работы выполняются по представленному алгоритму:

выключается котел и дается время для остывания воды;

устанавливаются шаровые краны с двух сторон, чтобы при возникновении непредвиденной ситуации быстро перекрыть воду с нужной стороны;

монтируется фильтрующий клапан для предотвращения попадания механических примесей, элемент необходим для увеличения срока службы оборудованию и защиты от любых возможных засоров;

при правильной обвязке теплогенератора теплоноситель сливать не обязательно;

на последнем этапе выполняется врезка насоса;

система тестируется на работоспособность и эффективность, клиенту даются советы по обслуживанию, и подписывается акт приемки.

Где заказать монтаж насоса?

Компания «ОБИНС» предлагает конкурентные цены на монтаж насоса для отопления частных домов. Наши специалисты проведут полный анализ, подберут оборудование с учетом выделенного бюджета, мощности котла, системы отопления и многих других критериев.

Мы не являемся представителями определенного производителя циркуляционных насосов, и в принципе клиент может выбрать любую торговую марку. Мы предоставляем на сегодня перечень услуг:

обслуживание и ремонт.

Все услуги предоставляются с подписанием двустороннего договора, а на выполненную работу выдается гарантия. Сколько стоит монтаж циркуляционного насоса в систему отопления частного дома, вы всегда можете узнать у наших менеджеров по телефону.