Особенности монтажа циркуляционного насоса в отопительной системе

В небольших дачных домиках для обогрева используют печку, обычно твердотопливную, способную напрямую прогреть одно-два помещения. Но многокомнатная дача или частный дом требует обустройства автономной системы отопления. Установка циркуляционного насоса — обязательное условие качественного равномерного прогрева всех помещений, нуждающихся в тепле.

Необходимость насосного агрегата

Если дом не подключен к центральной теплосети, домовладелец должен решить задачу по созданию отопительного контура, способного равномерно прогреть все помещения, где предполагается установка радиаторов.

В системе с естественной циркуляцией теплоносителя нагретая жидкость перемещается по трубопроводу медленно, и в дальних от котла помещениях радиаторы значительно холоднее по сравнению с приборами отопления расположенными ближе к теплогенератору. Чем больше дом, тем выше разница — повысить эффективность нагрева воздуха в дальних комнатах не поможет даже доведение температуры теплоносителя в рубашке котла до критически высоких значений.

В ряде случаев улучшить естественную циркуляцию поможет всей системы с изменением угла наклона и диаметра труб. Но это требует капитальных преобразований в доме. Значительно проще и дешевле выполнить монтаж циркуляционного насоса, который заставит жидкость в трубопроводе перемещаться значительно быстрее.

В системе закрытого типа с принудительной циркуляцией насосные агрегаты устанавливаются согласно проекту — на основной отопительный контур с радиаторами, на каждый из контуров водяного теплого пола.

К минусам использования насоса в отопительных системах относится энергозависимость. Поэтому в местности, где регулярно наблюдаются перебои в электроснабжении, рекомендуется смонтировать автономную отопительную систему с естественной циркуляцией на базе твердотопливного теплогенератора, а циркуляционный насос смонтировать как дополнительный элемент. В случае отключения электричества нагрев и движение теплоносителя по трубам будет продолжаться, хоть и с потерей скорости.

Устройство насоса и принцип работы

Насосный агрегат циркуляционного типа обеспечивает дополнительный напор жидкости в замкнутом отопительном контуре. К корпусу насоса прикреплен электродвигатель, внутри корпуса располагается вал двигателя, на котором установлена крыльчатка. Вращение крыльчатки создает давление благодаря центробежной силе. За счет этого в системе увеличивается напор теплоносителя. По конструктивным особенностям различаются два типа циркуляционных насосов — «сухие» и «мокрые».

«Сухие» агрегаты

В устройствах данного типа перекачиваемая жидкая среда не контактирует с ротором. Его рабочую часть от теплоносителя отделяют нержавеющие стальные уплотнительные кольца. При включении агрегата соединение герметизируется тонкой пленкой теплоносителя, которая образуется из-за разницы давлений в системе отопления и вне ее.

Насосы «сухого» типа редко применяются для отопительных систем частных домов. Агрегат при работе сильно шумит, из-за чего необходимо звукоизолировать котельную. Помимо этого устройство чувствительно к механическим загрязнениям теплоносителя и выходит из строя при повреждении попавшей в воду взвесью. Преимущество «сухого» механизма – КПД 80%.

«Мокрые» агрегаты

При работе насоса жидкая среда проходит сквозь латунный или бронзовый корпус агрегата, в котором размещены стальные и керамические элементы, для которых теплоноситель служит дополнительной смазкой.

«Мокрые» насосные агрегаты отличаются простотой конструкции, малошумностью, долгим сроком службы. Они доступны по цене и недороги в обслуживании. К недостаткам относится низкий КПД — он составляет порядка 50%. Но этого достаточно для успешного функционирования в составе автономной отопительной системы частного дома.

Принципы подбора насосного оборудования

Определившись с типом насосного агрегата на отопление, необходимо грамотно рассчитать его оптимальную мощность. Нет смысла устанавливать циркуляционный насос с большим запасом по мощности — он дороже и сильнее шумит при работе.

Циркуляционный насосный агрегат выполняет следующие задачи:

• создает напор жидкости, способный преодолеть гидравлическое сопротивление узлов отопительного контура;
• перекачивает по трубопроводу объем теплоносителя, необходимый для качественного прогрева всех помещений.

Чтобы правильно рассчитать мощность агрегата, требуется знать:

• производительность насоса (расход, измеряется в м³/ч ) – объем теплоносителя, который перекачивается устройством за один час;
• напор (измеряется в метрах) — показатель, который определяет гидравлическое сопротивление, преодолеваемое насосом.

Для коттеджа в несколько этажей, со сложной архитектурой, расчет мощности насосного агрегата должны выполнять специалисты. Но для небольших домов расчеты ведутся с использованием простых формул и таблиц.

Определяем мощность

Стандартная формула расчета: Q=0,86R/TF-TR, где

• Q – расход насоса (м³/ч);
• R – тепловая мощность (кВт);
• TF – температура теплоносителя (°C) в подающей трубе;
• TR – температура теплоносителя (°C) на обратке у входа в котел.

Тепловую мощность самостоятельно определить сложно, поэтому удобнее воспользоваться готовыми решениями:

Способ 1. По европейским стандартам показатель тепловой мощности (R) для частного дома небольших размеров составляет 100 Вт/м², для многоэтажного дома — 70 Вт/м², для построек с хорошим утеплением — 30-50 Вт/м². Эти нормы подходят для российских регионов с мягким климатом.

Способ 2. Российские нормы СНиП рассчитаны для климата с морозами до -30° C. Показатель тепловой мощности для одно- и двухэтажных домов небольшой площади – 173-177 Вт/м², для домов высотой в 3-4 этажа — 97-101 Вт/м².

Способ 3. Значение для расчета подбирается по представленной таблице, исходя из характеристик постройки:

Обратите внимание! Некоторые погрешности в расчетах не повлияют на функционирование отопительной системы, если приобрести циркуляционный насос с регулируемой производительностью.

Существует и другой метод определения расхода теплоносителя (производительности насоса). Значение расхода (Q) приравнивают к мощности котла (P). К примеру, через котел мощностью 20 кВт в минуту проходит 20 литров теплоносителя. А каждый радиатор мощностью 10 кВт пропускает по 10 литров жидкости в минуту. Для подсчета расхода теплоносителя в каждом отопительном контуре требуется суммировать показатели всех радиаторов и прибавить показатели трубопровода. Расход теплоносителя в трубопроводе зависит от его длины и диаметра. Чем меньше диаметр, тем выше гидравлическое сопротивление. Рассчитать показатели трубопровода поможет таблица, составленная для стандартной скорости движения теплоносителя - 1,5 м/сек.

На каждые 10 метров трубопровода требуется 0,6 м напора, который обеспечивает циркуляционный насос. К примеру, если длина отопительного контура составляет 100 м, насос должен обеспечивать напор 6 м.

Технология установки насосного агрегата

Установка циркуляционного насоса в систему отопления может быть выполнена самостоятельно.

Помимо самого насосного агрегата необходимы элементы для его обвязки:

• два шаровых крана;
• фильтр глубокой очистки;
• обратный клапан;
• отрезок трубы для байпаса (если насосное оборудование используется для монтажа или модернизации гравитационной системы).

Чтобы помещения прогревались равномерно независимо от расположения относительно котла, требуется правильно смонтировать насосное оборудование. Начинают устанавливать циркуляционный насос в системе отопления с выбора места для врезки в систему.

Подбор места для монтажа

Решая, как установить циркуляционный насос, важно помнить, что к устройству должен быть свободный доступ для регулярного обслуживания. Ставить насосное оборудование допускается и на трубу подачи, и на трубу обратки — материалы, из которых изготавливают современные устройства, рассчитаны на эксплуатацию при высоких температурах.

Считается целесообразным устанавливать циркуляционный насос в системе отопления на обратный трубопровод непосредственно рядом с котлом по следующим причинам:

• Установленное на обратке устройство подает теплоноситель в водяную рубашку, вытесняя воздушные пробки, которые могут возникнуть в верхней части котла. Если насос стоит на трубе подачи, при скоплении воздуха в котле он способен создать разрежение и спровоцировать закипание теплоносителя.
• При неисправности котла теплоноситель в водяной рубашке может перегреться и закипеть. Циркуляционный агрегат не в состоянии перекачивать пароводяную смесь, поэтому он останавливается. Это грозит взрывом котла, если не сработает группа безопасности.

Внимание! Дровяные и угольные твердотопливные котлы, в отличие от газовых, электрических и пеллетных, не имеют надежной защиты от перегрева. Поэтому при монтаже своими руками такой отопительной системы, насос устанавливается только на обратку.

Обязательным является использование отдельного насоса в системе теплого пола — устройство монтируется на коллектор, к которому подключен контур.

При реконструкции гравитационной системы, байпас с насосным агрегатом врезают в трубу обратки поблизости от мембранного расширительного бачка. Если же место не позволяет обеспечить нормальный доступ к насосу, байпас с устройством ставят на трубу подачи, врезав обратный клапан, расположенный вертикально.

В системе отопления с отдельными контурами для разных сторон дома или разных этажей, насосы монтируются на каждый контур. Используется тот же принцип — устройство должно стоять до первого ответвления, располагаясь ближе к котлу.

Обвязка

Автономные системы с принудительной подачей теплоносителя при отсутствии электричества не могут функционировать, поэтому насосный агрегат врезается в сам трубопровод.

Если система гравитационная, требуется особая установка циркуляционного насоса в систему отопления.

Ниже на фото показана соответствующая этому случаю схема монтажа:

В трубопровод врезается байпас, на котором смонтированы отсечные шаровые краны, фильтр-грязевик (перед насосом по ходу движения теплоносителя) и сам насосный агрегат. В основной трубопровод также ставится запорная арматура — пока насос работает, этот шаровой кран закрыт и система функционирует в принудительном режиме. При отсутствии электроэнергии шаровой кран открывают, и система эксплуатируется как гравитационная.

Благодаря отсечным кранам на байпасе насосный агрегат доступен для обслуживания и замены без слива теплоносителя из контура. Фильтр задерживает механические загрязнения — твердые частички взвеси способны вывести из строя движущиеся элементы насоса.

Монтажные работы

Рассматривая, как правильно установить циркуляционный насос, обратите внимание на ход работ:

1. Из системы сливается теплоноситель, при необходимости трубопровод прочищается.
2. В выбранное место врезается байпас, причем диаметр трубы для перемычки должен быть меньше диаметра трубопровода.
3. На байпасе должны быть установлены все элементы обвязки насоса — шаровые краны, грязевик;
4. Правильная установка насоса требует:
   • установить корпус в соответствии с обозначением направления потока теплоносителя (стрелочки на корпусе);
   • разместить «мокрый» агрегат строго горизонтально — чтобы он работал без потери мощности и перегрева из-за неполного погружения ротора;
   • расположить агрегат таким образом, чтобы клеммы для электропитания были развернуты вверх.
5. Уплотнение соединений выполняется с помощью специальных прокладок, плюс дополнительно используется герметизирующий состав.
6. Подключение агрегата выполняется в электророзетку с заземлением.
7. Завершив монтаж, в систему заливают теплоноситель и удаляют воздушные пробки, для чего в крышке насосного агрегата открывают центральный винт.

Внимание! Стравливать воздух из насоса требуется перед каждым его включением. С этой целью полностью заполненную теплоносителем систему включают на 5 минут, не закрывая клапан на насосе, а затем останавливают, чтобы из насоса вышел весь воздух.

Обойтись без процедуры «развоздушивания» можно, установив на насосный агрегат автоматический воздухоотводчик, если это позволяет конструкция устройства.

Электропитание

Насосный агрегат работает от бытовой сети 220 В с заземлением. Для подключения используют трехконтактную вилку и соответствующую розетку (фаза-ноль-заземление), либо присоединяют провода к клеммам агрегата — они расположены под пластиковой крышкой. Для надежности функционирования для насоса рекомендуется выделить отдельную линию и установить автомат защиты.

Электрическая схема подключения циркуляционного насоса показана на рисунке.

Итоги

Установленное по всем правилам насосное оборудование сделает систему отопления частного дома эффективной. Для повышения надежности есть смысл позаботиться о резервном источнике питания — аккумуляторах для насоса.

Чтобы агрегат исправно работал, нельзя забывать о развоздушивании перед пуском, о регулярной очистке фильтра-грязевика от скопившейся грязи.