Циркуляционный насос

Назначение и необходимость установки

Основная функция циркуляционного насоса заключается в поддержании заданной скорости движения теплоносителя в автономной отопительной системе. Его установка необходима, если присутствует хотя бы один из перечисленных ниже факторов:

• разводка состоит из двух и более контуров;

• общая длина теплотрассы превышает 50 м;

• имеются перепады уровней;

• предусмотрена система теплого пола;

• отапливается двух- и более этажный дом;

• котельное оборудование установлено в подвальном помещении;

• разница температур на подаче и обратке (при свободной циркуляции теплоносителя) составляет 15-20℃;

• разница температур отопительных приборов одной отопительной системы составляет 1-2℃.

Установка циркуляционного насоса в систему автономного отопления обеспечивает равномерное распределение температуры за счет принудительного движения теплоносителя. Если монтаж выполнен технически грамотно, то падение температуры подачи и обратки не превышает 10℃. В таких условиях котел не испытывает чрезмерных нагрузок и работает в экономном режиме. При этом эффективность отопительной системы повышается на 20-50%, и достигается стабильная и комфортная температура в помещениях.

Устройство и принцип действия

Конструкция циркуляционного насоса состоит из следующих основных элементов:

• Корпус. Выполнен из металла или пластика.

• Ротор. Вращающаяся часть, которая обеспечивает вращательное движение крыльчатки.

• Турбина.

• Уплотнения (манжетные, дисковые, лабиринтные). Обеспечивают герметичность конструкции.

• Блок управления. Под управлением электроники находятся основные параметры двигателя, что позволяет регулировать режим его работы.

В зависимости от модели патрубки насоса могут иметь различное расположение. Это дает возможность подобрать наиболее оптимальное гидравлическое оборудование для любого проекта отопительной системы с учетом особенностей контура. 

Работа циркуляционного насоса происходит следующим образом:

• жидкость всасывается через входной патрубок, расположенный на одной оси с рабочим колесом;

• теплоноситель за счет центробежных сил, возникающих при вращении турбины, отбрасывается от центра к стенкам;

• жидкость под действием давления, создающегося центробежными силами, перемещается к выходному патрубку и поступает в магистраль.

Непрерывный забор жидкости обеспечивается за счет увеличения разрежения на входном патрубке, возникающего при движении рабочей среды к краям турбины. 

Виды циркуляционных насосов

Циркуляционные насосы в зависимости от условий работы бывают «мокрые» и «сухие».  Каждый из них имеет особенности конструкции, монтажа и эксплуатации, поэтому важно понимать, в чем состоят отличия, чтобы установленное гидравлическое оборудование функционировало эффективно и безотказно.

Циркуляционные насосы «мокрого» типа.

Все рабочие детали насоса с «мокрым» ротором находятся в непосредственном контакте с рабочей средой. Охлаждение и смазка подшипниковых узлов осуществляется также теплоносителем. КПД достигает 55%, поэтому область применения ограничивается бытовыми магистралями.

Основные особенности:

• ротор помещен в герметичный стакан, выполненный из нержавеющей стали;

• непосредственный контакт всех узлов с рабочей средой;

• смазка и охлаждение происходит непрерывно в процессе перекачки жидкости.

Циркуляционные насосы «мокрого» типа собираются модульным способом. Это существенно облегчает ремонт, который заключается в замене вышедшего из строя элемента. 

Преимущества:

• малошумная работа;

• компактные габариты и небольшая масса;

• низкое потребление электроэнергии;

• длительный срок эксплуатации;

• простота монтажа и обслуживания;

• ремонтопригодность.

Относительно небольшой КПД (до 55%) связан со сложностью обеспечения надежной герметизации ротора. Область применения ограничена бытовыми магистралями небольшой протяженности.

Важное условие надежной работы «мокрого» насоса — отсутствие нарушений технологии монтажа. Вал должен быть установлен строго горизонтально, что позволяет обеспечить нормальную смазку подшипниковых узлов.

«Сухие» циркуляционные насосы

При необходимости перекачки значительных объемов жидкости применяют циркуляционные насосы с «сухим» ротором. В них конструктивные элементы изолированы с помощью скользящего торцевого уплотнения (СТУ), поэтому контакт с рабочей средой исключен. КПД такого гидравлического оборудования достигает 80%, поэтому они используются для перекачки жидкости в системах с большой протяженностью магистрали. 

Скользящее торцевое уплотнение представляет собой два кольца, поверхность которых отполирована. Одно из колец (динамическое) насаживается на вал, второе (статическое) крепится к корпусу неподвижно. Они контактируют между собой за счет прижимной пружины. Материалом колец служит агломерированный уголь, в моделях, работающих в экстремальных условиях — керамика или металл.

Преимущества:

• высокий КПД;

• работоспособность устройства сохраняется в условиях завоздушивания;

• отсутствие контакта с рабочей средой обеспечивает условия для хорошего охлаждения трущихся элементов конструкции;

• абразивная взвесь способна нанести ущерб только крыльчатке и внутренним поверхностям стенок корпуса, остальные детали имеют надежную защиту;

• возможность эксплуатациях в открытых системах, в которых теплоноситель подвержен загрязнению.

Недостатки:

• создает повышенный уровень шума;

• снижение надежности из-за сложной конструкции уплотнительных элементов.

Однако эти недостатки несущественны, так как гидравлическое оборудование эксплуатируется в промышленных условиях, в которых требования по уровню шума иные, чем в жилых помещениях. При надлежащем техническом обслуживании вероятность протечек сводится к минимуму, поэтому «сухие» насосы способны исправно работать длительное время.

Особенности выбора циркуляционного насоса

Материал рабочего колеса

Надежность и долговечность циркуляционного насоса во многом зависит от технических характеристик рабочего органа. Для изготовления ротора используются различные материалы:

• Пластик. Основное достоинство полимеров — устойчивость к развитию коррозионных процессов и воздействию химических соединений. Пластик по сравнению с металлом имеет меньшую стоимость, но уступает ему по прочностным показателям, поэтому при интенсивной эксплуатации быстрее выходит из строя.

• Чугун. Рабочие колеса из недорогого сплава нередко устанавливаются на насосах с небольшой мощностью. При сравнении с нержавеющей сталью и латунью чугун более массивный, подвержен воздействию коррозии, но имеет невысокую стоимость.

• Нержавеющая сталь. Материал более прочный, чем пластик, обладает большей коррозионной устойчивостью, чем чугун, но по стоимости проигрывает обоим. Установка рабочих колес из нержавеющей стали целесообразна на мощных высокопроизводительных циркуляционных насосах.

• Латунь. Недорогой материал обладает отличными эксплуатационными характеристиками, которые близки к нержавеющей стали.

В отопительных системах, протяженность магистрали которой не превышает 200 м, подойдет циркуляционный насос с пластиковым или чугунным рабочим колесом. Более мощные, производительные и выносливые насосы комплектуются латунными или стальными рабочими колеса.

Технические характеристики

Каждый циркуляционный насос имеет технический паспорт, который содержит информацию об основных эксплуатационных характеристиках агрегата. При выборе подходящего гидравлического оборудования следует обратить внимание на следующие параметры:

• Производительность. Показатель говорит о способности насоса прокачивать определенный объем жидкости в единицу времени. Значение параметра зависит от особенностей магистрали: протяженность, наличия вертикальных отрезков, поворотов и ряда других.

• Напор. Определяет максимальную высоту, на которую насос способен поднять рабочую среду.

• Напряжение электросети. В зависимости от мощности гидравлическое оборудование может питаться от сети 220 В или 380 В. Мощное промышленное оборудование подключается к трехфазной сети, бытовые приборы — к двухфазной.

• Номинальная мощность. Этот показатель соответствует определенному скоростному режиму двигателя и силе тока.

• Температура рабочей среды. Различают минимальную и максимальную температуру, при которой оборудование работает в нормальном режиме.

• Монтажные размеры. Расстояние между входным и выпускным патрубком определяет расстояние участка магистрали, которое занимает насос.

• Класс защиты (IP). Конструкция прибора должна исключать проникновение в корпус абразивных частиц и пыли и предохранять электрооборудование от воздействия влаги.

У неподготовленного пользователя наверняка возникнут затруднения при выборе циркуляционного насоса, так как нужно учесть множество факторов и технических деталей. Еще большие сложности могут возникнуть при монтаже гидравлического оборудования в магистраль. Можно упростить задачу и приобрести с установкой насос в специализированной компании. В этом случае гарантирована надежная работа всей системы без протечек и поломок.