Избор на циркулационна помпа: устройство, видове и правила за избор на помпа за отопление

Гравитационните системи за топлоснабдяване функционират пълноценно само в едноетажни частни къщи с площ до 100 кв. м. Ако обаче е необходимо да се отоплява многоетажна сграда или просторно имение, то без система с принудителна циркулация не може. Най-доброто решение е избор на циркулационна помпа и монтаж на агрегата в отоплителния кръг.

Предлагаме да разберете какви задачи изпълнява помпата в отоплителната система, как е устроен и работи уредът. Ние описахме особеностите на експлоатация на различните видове помпи и посочихме основните критерии за правилен избор. Предоставената информация ще помогне да изберете подходящ модел циркулационна помпа и да не се разочаровате от покупката.

Защо е необходима помпа в системата за топлоснабдяване?

Циркулационните помпи – хидравлично оборудване, което осигурява принудително движение на нагрятия топлоносител по затворен кръг. Такива уреди допринасят за равномерното и бързо загряване на цялата система.

Циркулационните помпи се инсталират:

• с цел да се повиши енергийната ефективност на котелното оборудване;
• в случаите, когато няма възможност да се осигури естествена циркулация на течното вещество;
• при липса на вграден помпен агрегат в топлогенератора;
• за отоплителни системи с двутръбна схема, които позволяват да се регулират параметрите на всеки отделен радиатор;
• за да се преодолее инерционността на автономните системи с естествена циркулация на течността, използвана за пренос на топлинна енергия.

Топлоносителят трябва да се движи по затворения кръг на тръбопровода на отоплителната система с определена скорост, за да се осигури пренос на топлина към радиаторите.

При естествена циркулация това условие не винаги е изпълнимо – в резултат на това отоплителното оборудване не се загрява или се загрява неравномерно.

Затова в системите за топлоснабдяване се инсталират циркулационни помпи. Тези уреди осигуряват транспортирането на топлоносителя по мрежата с висока скорост, като свеждат до минимум натоварването на котела. При връщането към нагревателния елемент водата остава топла, което означава, че за подгряване ще е необходима по-малко енергия.

Конструкция и принцип на работа на помпата

По конструкция циркулационната помпа наподобява дренажна инсталация. Помпата се състои от здрав корпус, изработен от неръждаема стомана/чугун/алуминий, и електрическа част, която включва намотка на статора с вграден керамичен/стомаиен ротор.

Монтажът на помпено устройство за принудителна циркулация значително повишава ефективността на системите за топла вода и автономно отопление.

На вала на въртящата се част на електродвигателя е неподвижно фиксирано работното колело.

Работното колело представлява два паралелни диска, свързани с радиално извити лопатки. На единия от тях има отвор за преминаване на течността-топлоносител, а на другия – малък отвор за фиксиране на работното колело на вала на електрическия двигател.

Корпусните части на циркулационните помпи се изработват от стомана и здрави сплави. Под стените на корпуса е скрит ротор със закрепено работно колело.

Самият електродвигател е оборудван със специална платка за управление и клеми за свързване на проводниците. При циркулационните помпи без електроника вместо платка е инсталиран кондензатор, а на клемната кутия е разположен превключвател на скоростите.

При подаване на електрическа енергия колелото с лопатки се върти, създавайки вакуум в тръбата и нагнетявайки топлоносителя. Роторът създава движение на работната течност в посока от входния до изпускателния клапан.

Помпата постоянно взема вода от едната страна и я изтласква в отоплителната система от другата. Центробежната сила спомага за транспортирането на течността по цялата магистрала.

Създаваният напор преодолява съпротивлението на различни участъци от контура и осигурява циркулацията на топлоносителя.

Ако се съди по интензивността на продажбите, най-популярни на вътрешния пазар са уредите от следните производители:

Видове и предимства на циркулационните помпи

Според конструкционните особености помпите за принудителна циркулация се делят на прехвърлящи агрегати с мокър ротор и високопроизводителни устройства със сух ротор.

Помпи от “мокър” тип. Роторът и работното колело на такива помпи са в пряк контакт с работната течност, която едновременно изпълнява две важни функции: роля на смазка и охлаждане на уреда. Роторът и статорът в такива помпи са разделени от специален съд, отговорен за херметичността на елементите на електрическия двигател под напрежение.

Циркулационните помпи от «мокър» тип са оборудвани със стъпален регулатор на скоростта. Това позволява да се избере оптимален режим на работа, а оттам и да се контролира разходът на електроенергия.

Роторът на електромотора и работното колело в помпите се намират в изпомпваната вода, която овлажнява опорните елементи и постоянно охлажда двигателя (+)

Агрегатите с мокър ротор имат модулна конструкция. Избират се отделни модули в зависимост от необходимия напор и производителност. Сглобяемата конструкция значително опростява ремонта на помпата, тъй като повреденият модул може лесно и бързо да бъде заменен с нов.

Циркулационни помпи от този тип се използват в малки отоплителни системи. Те функционират почти безшумно и затова са идеални за монтаж в жилищни помещения.

Електрическият двигател на помпите с мокър ротор не се нуждае от допълнително охлаждане, тъй като постоянно контактува с вода. Вътре в помпата има малък брой работни части, което свежда до минимум необходимостта от често техническо обслужване.

Основни предимства на използването на помпи от «мокър» тип:

• ниско ниво на генерирания шум;
• малки габаритни размери и малко тегло;
• минимална консумация на електроенергия;
• лесна настройка на параметри, техническо обслужване и ремонт;
• дълъг експлоатационен срок.

Агрегатите с мокър ротор имат и недостатъци. Те са много чувствителни към качеството на работната течност. Наличието на фино дисперсни абразивни частици във водата води до ускорено износване на хидравличната част на помпата.

Освен това КПД на такива циркулационни помпи не надвишава 55%. Този показател обаче е напълно достатъчен за тръбопроводи с малка дължина, поради което помпите, които са в пряк контакт с вода, често се използват в индивидуални системи за топлоснабдяване.

За безаварийно функциониране на агрегатите от „мокър“ тип е необходимо монтажът на помпата да бъде извършен правилно. Основното изискване е строго хоризонтална пространствена ориентация на вала. Само при такава конфигурация се осигурява пълноценно смазване на лагерите с течност.

Грамотният монтаж на циркулационната помпа е гаранция за стабилна работа на отоплителната система през целия срок на експлоатация

Помпите със сух ротор се използват успешно за прехвърляне на големи обеми топлоносител в големи инсталации. Роторният възел на такива устройства не контактува с вода.

Корпусната част на циркулационните помпи от „сух“ тип се изработва от здрав чугун или поцинкована стомана. Повърхността се покрива със специални защитни състави, за да се предотвратят корозионни явления.

Агрегатите със сух ротор са подходящи за колективно използване в жилищни многоетажни сгради, развлекателни центрове и офиси, както и в промишлени обекти.

Конструкцията на помпите от „сух“ тип осигурява повишена мощност. Такива модели помпи са способни да създават голямо налягане в отоплителните кръгове (+)

Между електрическия двигател и помпената част на помпата има специален плъзгащ уплътнител (2 защитни пръстена), който изолира основните функционални елементи от проникване на течност.

Тези пръстени са добре полирани и са в плътен контакт един с друг. Единият от тях (динамичен) е монтиран на въртящия се вал. Статичният пръстен е здраво фиксиран в корпуса на помпата.

Тънък воден филм надеждно херметизира съединението на защитните пръстени благодарение на разликите в показателите на налягане в кръга и външната среда.

За изработка на уплътнителни пръстени се използва въглен, получен чрез метод на маслена агломерация. В някои модификации на помпи, предназначени за употреба в екстремни условия, са монтирани метални/керамични защитни пръстени.

КПД на устройства със сух ротор достига 85%. Това е отличен показател в сравнение с помпите от „мокър“ тип. Сухите агрегати обаче произвеждат много шум поради охлаждащия вентилатор и затова се монтират в отделни помещения с добра звукоизолация.

Циркулационните помпи от „сух“ тип биват 3 вида:

• моноблокови;
• конзолни;
• „In-line“.

Моноблоковите помпи принадлежат към категорията на нисконапорните агрегати. Електродвигателят и помпата в такива устройства са монтирани в един блок. Те се отличават с простота в експлоатация и поддръжка. Подходящи са за използване в комунални учреждения и многофамилни жилищни сгради.

Конзолните помпени устройства се монтират на обща основа, като осите на помпата и двигателя са на една линия. Всмуквателният патрубок е разположен от външната страна на волутката, а нагнетателният – от противоположната страна на корпуса.

Ако конзолните агрегати се инсталират в производствени предприятия, както и в градски водоснабдителни системи, то помпите тип In-line се монтират директно по тръбопроводната магистрала.

Помпите тип «In-line» се монтират директно по тръбопроводната магистрала. Всмуквателният входен и нагнетателният изходен патрубок са разположени на една линия, предвиден е автоматичен механизъм за компенсация на износването на уплътнителните пръстени.

Предимства при използването на циркулационни помпи със сух ротор:

• висока производителност;
• енергийна ефективност;
• невисоки изисквания към качеството на енергоносителя – преместваната течност може да съдържа неутрални примеси;
• лесен ремонт и смяна на резервни части.

Освен това, днес производителите на отоплително оборудване предлагат на потенциалните купувачи сдвоени модели помпи. Такива уреди се използват за резервиране на мощност и допълнително осигуряване в аварийни ситуации.

Двигателите на сдвоената помпа могат да функционират заедно или отделно. При повреда на едната помпа, второто устройство продължава да работи нормално, осигурявайки непрекъснато функциониране на котела.

Надеждна и безотказна работа на системата за топлоснабдяване ще осигурят сдвоени циркулационни помпи, при които две работни колела са свързани паралелно.

При правилна експлоатация срокът на експлоатация на циркулационната помпа е не по-малко от 10 години.

Как правилно да изберете помпено оборудване?

Ефективността на работа на помпата зависи от основните параметри – производителност и напор. Производителността показва количеството течност-топлоносител, което за единица време трябва да премести агрегатът. Този параметър се определя от условията на максимално натоварване.

Напорът е величина, изразяваща енергията на потока течност, използван като носител на топлина. Отчита хидравличното съпротивление на цялата система.

Също така трябва да обърнете внимание на максималната температура. Тъй като помпата ще препомпва нагрята вода, тя трябва да издържа показатели до 110°C.

Много е важно да изберете подходяща мощност на циркулационната помпа. Устройство с ниска мощност няма да се справи с препомпването на течността топлоносител в необходимия обем. Параметрите на помпата се избират на основата на извършените изчисления.

Ако инсталирате по-мощен агрегат, в тръбопровода ще се появи неприятен шум. Също така в този случай функционалните елементи на котелното оборудване ще се износват много по-бързо, отколкото е заявено от производителя.

Мощността на циркулационната помпа трябва да е достатъчна, за да се справи с хидравличното съпротивление в затворения контур

Специалистите препоръчват да изберете циркулационна помпа още на етапа на проектиране на системата за топлоснабдяване. Ако дължината на тръбопровода не надвишава 80 m, достатъчно е да инсталирате една помпа. При по-голяма дължина е целесъобразно да монтирате няколко препомпващи устройства.

При покупката трябва да обърнете внимание и на материалите, от които са изработени функционалните елементи на помпата. Повечето части пряко/косвено контактуват с нагрятата работна течност и поради това подлежат на бързо износване.

Поради това е целесъобразно да давате предпочитание на циркулационни помпи с керамични лагери и роторен възел.

Електрониката играе немаловажна роля. За да регулирате температурните показатели вътре в помещенията, в отоплителните контури се монтират термостатични клапани. При повишаване на температурата те се затварят, като в тръбите се увеличава налягането.

В резултат на тези процеси се появява неприятен шум. За да се отървете от него, е необходимо да превключите циркулационната помпа на по-ниски обороти, а да правите това ръчно е неудобно.

Помпите с вградена електроника ще помогнат да се справите бързо и ефективно с тази задача. Такива агрегати плавно регулират разликите в налягането в тръбопровода в зависимост от промяната в количеството течност.

Основните предимства на съвременните помпи са икономичност и издръжливост, компактни габаритни размери, ниско ниво на шум, автоматичен режим на работа, удобен контролен панел

Трябва да се отбележат и допълнителните функционални възможности на помпите, а именно:

• плавно регулиране;
• контрол на скоростите;
• автоматичен режим на работа;
• вграден информативен дисплей.

Най-простите модели циркулационни помпи – без възможност за регулиране на скоростта на транспортиране на течност. Съвременните многофункционални помпи представляват дву/трискоростни агрегати с плавно регулиране. Те се отличават с висока точност на настройките.

Оборудването, работещо в автоматичен режим, е оборудвано с контролен панел. Настройките на такива устройства са обширни и зависят само от модификацията на уредите.

Това може да бъде автоматично регулиране на скоростта в зависимост от промените в температурните показатели на въздуха в помещението, електронен таймер за изключване/включване, автоматично стартиране на помпата при минимална скорост на потока.

Наличието на цифров дисплей дава възможност да се получава цялата необходима информация за работата на помпеното устройство: температура на топлоносителя, съпротивление в затворения контур, производителност, грешки и т.н.

Изводи и полезно видео по темата

Правила за избор на циркулационно оборудване във видео:

Тънкости при изчисляване на напора и производителността във видеоклип:

Видео за устройството, принципа на работа и монтажа на циркулационна помпа:

Съвременната система за топлоснабдяване с вградена помпа за принудителна циркулация позволява за минути след стартиране на топлогенератора да затопли жилищните помещения.

Рационалният подбор на циркулационна помпа и качественият монтаж значително повишават ефективността на използване на котелното оборудване благодарение на икономия на енергийни ресурси с около 30-35%.

Търсите ли циркулационна помпа за система за топлоснабдяване? Или имате опит с експлоатацията на такива инсталации? Моля, споделете опита си с читателите, задавайте въпроси и участвайте в дискусиите. Формата за коментари е разположена по-долу.