Водна помпа за отопление: видове, технически характеристики и правила за избор

Гравитационните природни явления не винаги могат да осигурят достатъчно ниво на циркулация на топлоносителя, особено в сложни системи с няколко кръга. Да стимулира движението на топлоносителя ще помогне водната помпа за отопление на помещения. Какво представлява това оборудване? Този въпрос ще разгледаме в нашата статия.

Освен устройството и техническите характеристики на водната помпа ще разгледаме видовете, особеностите на маркировката. Също така подробно ще разгледаме предимствата на циркулационното оборудване и важните параметри, които трябва да се вземат предвид при избора.

Общо устройство на водната помпа

Водната помпа се вгражда в отоплителния кръг за осигуряване на движението на топлоносителя. Затова такива системи се наричат отопление с принудителна циркулация.

Тя се състои от следните основни елементи:

• корпус с работна камера;
• двигател;
• работно колело;
• винт за изпускане на въздух;
• клемна кутия.

Клемната кутия може да бъде оборудвана с допълнително механично и електронно оборудване, предназначено за регулиране на режима на работа на двигателя.

Простотата на устройството осигурява висока надеждност на помпите, благодарение на която те могат да функционират ефективно около 5-10 години.

По време на първото пускане на водната циркулационна помпа трябва да се развие въздушният винт и да се изпусне въздухът от работната зона.

Видове помпи за отоплителни системи

Съвременните циркулационни помпи се разделят на два основни вида: «сухи» и «мокри». Те се различават донякъде по вътрешно устройство и схема на работа, но движението на течността в тях все пак се осигурява чрез циркулационните процеси в системата. Някои модели са оборудвани с устройства за автоматично регулиране на тяхната работа.

Вариант #1 — устройства от сух тип

Конструкцията на сухата циркулационна помпа не предполага контакт на топлоносителя с ротора. Нейната работна област е отделена от частите на електродвигателя чрез специални пръстени.

Те се произвеждат от следните видове материал:

• графит;
• керамика;
• карбид на волфрам;
• неръждаема стомана;
• оксид на алуминий.

Принципът на работа на „сухата“ помпа се състои във въртенето на работното колело в средата на топлоносителя. Отворът за подаване на вода се намира в центъра на основната камера, а отвеждащата система от канали – по периферията.

Работната зона на „сухите“ циркулационни помпи е свързана с двигателя само чрез вала, така че при необходимост е възможна замяна на електрозадвижването.

Въртенето на работното колело води до възникване на центробежни сили, които преместват топлоносителя от центъра на корпуса към краищата му. Такъв принцип на работа на циркулационната помпа осигурява постоянно движение на водата през вътрешната ѝ камера.

Положителните характеристики на отоплителното оборудване от сух тип са:

• високо ниво на КПД – 70-80%;
• минимален хидроудар при стартиране;
• възможност за хоризонтално и вертикално разположение на двигателя;
• препомпване на големи обеми топлоносител благодарение на високата мощност.

Поради комбинацията от икономичност и шумност „сухите“ помпи се използват предимно в отоплителните системи на промишлени, административни сгради и големи жилищни обекти.

Ето защо при уредите от този вид могат да се откроят следните отрицателни страни:

1. Високо ниво на шум, което не позволява използването им в апартаменти.
2. Необходимост от подмяна на уплътнителните дискове на всеки 2-3 години.
3. Висока вероятност за изтичане на топлоносител навън при нарушаване на херметичността на работната камера.
4. Необходимост от външно охлаждане на двигателя.

Поради голямото тегло такова оборудване се монтира на пода или се окачва на скоби.

Елементите на конзолната помпа са закрепени на една стойка, а електрическият двигател с работното колело в корпуса са свързани чрез редуктор.

Съществуват два варианта на конструктивно изпълнение на „сухите“ помпи:

1. Моноблок. Двигателят и металният корпус на уреда са обединени в една конструкция със специфични крепежни елементи.
2. Конзолен. Към корпуса на оборудването с помощта на универсални крепежни елементи може да се присъедини двигател с всякаква мощност.

„Сухите“ циркулационни уреди за отоплителни системи при подходящо обслужване са по-дълготрайни, затова постепенно изместват от пазара моделите с мокър ротор.

Вариант #2 — помпи с ротор от мокър тип

Принципът на действие на циркулационен уред с ротор от мокър тип е аналогичен на своя събрат в „сухо“ изпълнение: при въртене на работното колело подаваният в центъра топлоносител се придвижва към периферията на работната камера, откъдето се събира в отвеждащите канали.

Всички вътрешни уплътнители в „мократа“ помпа са статични и не са подложени на динамично износване, затова такива модели са по-надеждни и дълготрайни.

Роторът на «мокрия» насос контактува с топлоносителя, който осигурява и охлаждането на двигателя. Такива уреди не трябва да работят в сух режим, защото бързо прегряват и изгарят.

Съставните части на оборудването обикновено са разположени в един корпус и представляват единна конструкция, затова при повреда на отделни елементи те не се заменят, а се купува нова помпа.

Топлоносителят вътре в работната камера преминава доста криволичещ път, поради което от гладкостта на материала на вътрешната повърхност на корпуса зависи шумът на помпата.

Предимства на агрегата с “мокър” вид ротор:

• безшумна работа;
• компактни размери;
• незначителна консумация на електроенергия (30-50 Вт);
• продължителна работа без обслужване;
• относително ниска цена;
• простота на инсталиране.

Устройствата често се вграждат директно в конструкцията на битовите котли, улеснявайки потребителя при избора на оборудване за монтажа на отоплителната система.

Отоплителните уреди от този тип имат и недостатъци:

• конструктивни ограничения по отношение на максималната мощност;
• ниска ремонтопригодност;
• малък КПД (40-60%);
• необходимост от строго хоризонтално разположение на оста на двигателя;

Поради ниската мощност “мократа” разновидност на помпените машини се използва предимно в отоплителни системи на апартаменти и едноетажни къщи.

Предимства на циркулационните устройства

До 1990 г. отоплителните системи в частното строителство се проектираха и изграждаха предимно без помпи. Топлоносителят се движеше по тръбите гравитачно, а циркулацията му се осигуряваше от конвекционни потоци на течността при нагряването ѝ в котела. В момента все още се използват системи с естествена циркулация, макар и не толкова често.

Евтините котли на твърдо гориво се произвеждат без вградени помпи, защото производителят не знае параметрите на отоплителния контур. За такива системи закупуването на водна помпа е задължително.

Сега движението на топлоносителя се осъществява принудително с помощта на водни помпи, които имат редица предимства:

1. Намалено натоварване на котела за сметка на намаляване на температурната разлика между входящата и изходящата тръба.
2. Равномерно разпределение на топлината по стаите поради еднаква температура на топлоносителя по цялата дължина на отоплителните кръгове.
3. Възможност за оперативно регулиране на температурата на топлоносителя.
4. Бързо загряване на отоплителната система при стартиране на студен котел.
5. Липса на необходимост от изграждане на тръбопроводи с наклон към котела, осигуряващи спонтанното движение на топлоносителя.
6. Възможност за използване на тънки тръби, които заемат малко вътрешно пространство на апартамента.
7. Мощността на помпата позволява да се създава налягане в отоплителния контур, достатъчно за подаване на топлоносителя на няколко етажа нагоре.
8. Използване на спирателна арматура на отделни клонове от отоплителната мрежа.
9. Възможност за интегриране на помпа в системата за автоматично регулиране на работата на котела.

Въпреки множеството предимства, циркулационните устройства имат и два недостатъка – зависимост от електрозахранването и допълнителни разходи за електроенергия.

Но недостатъците лесно се компенсират – инсталирането на водна помпа позволява спестяване на 10-20% от горивото, а делът на разходите за електроенергия в общите разходи за отопление е само 3-5%. Освен това, при чести прекъсвания на електрозахранването може да се инсталира UPS, който ще осигури за определен период автономна работа на котела и помпата.

Особености на маркировката на оборудването

За съжаление, няма унифицирани изисквания за маркировка на циркулационни помпи. Производителите самостоятелно избират списъка от технически характеристики, които се посочват върху корпуса на устройството.

Не трябва да се ориентирате само по маркировката при закупуване на помпа. По-добре отворете ръководството за експлоатация и прочетете техническите характеристики там.

На предния панел обикновено се показват следните данни:

• посока на движение на топлоносителя;
• диаметър на присъединяваните тръби;
• максимално допустимо налягане;
• производител и модел;
• максимална работна температура;
• степен на защита;
• работни параметри на електрическата мрежа;
• знаци за съответствие с националните технически регламенти.

Производителите могат да посочват и друга информация по свое усмотрение. Подробните технически характеристики на устройствата се посочват в ръководството за експлоатация.

Мерните единици се различават в различните страни, поради което цифровите обозначения върху корпуса могат да бъдат подвеждащи. По-добре отворете отново ръководството, където наред с характеристиките се посочват и мерните им единици.

На какво да се обърне внимание при избора на помпа?

Изборът на отделна помпа за отоплителния контур трябва да се извърши, като се вземат предвид много параметри.

Технически параметри на оборудването

Циркулационното оборудване има редица характеристики, които е особено важно да се вземат предвид при покупка.

Към тях се отнасят:

1. КПД – отношение на обема на изразходваната електроенергия към извършената полезна работа по прехвърляне на топлоносителя.
2. Напор – разлика в налягането между изходящия и входящия отвор на помпата.
3. Подаване на вода – максимален обем топлоносител, изпомпван през работната камера при минимално съпротивление на отоплителния контур.
4. Мощност на потребление на електроенергия.
5. Диаметър на тръбите – номинална стойност на присъединяваното оборудване.
6. Максимално номинално налягане (обозначава се като PN) в работния контур при 20 °C, при което все още се гарантира дългосрочно функциониране на уреда в рамките на гаранционния срок.

Тези данни обикновено са достатъчни, за да потвърдят достатъчността на техническите характеристики на помпата спрямо параметрите на отоплителната система.

По-подробно критериите за избор разгледахме в тази статия.

Достатъчна мощност на устройството

Изборът на конкретен модел циркулационно оборудване се влияе от техническите характеристики, както и от финансовите възможности на купувача и свойствата на отоплителната система. При желание за икономия е важно мощността на помпата да е достатъчна за нормалната работа на котела. Всъщност посоченото в инструкцията ниво на подаване на вода винаги е значително по-голямо от действителното.

За самостоятелно определяне на достатъчността на мощността на уреда предстои да се извършат три етапа на изчисления.

Етап #1 — определяне на производителността на помпата

Определяне на необходимата производителност на помпата по формула.

Необходимата мощност на топлинното отопление силно зависи от материала на стените, наличието на пролуки в пода и херметичността на прозоречните рамки

За апартаменти в многоетажни сгради топлинната мощност на отоплението се приема равна на 75-80 W/кв.м., за къщи – 100-120 W/кв.м. Разликата в температурите на входа на котела и на изхода от него обикновено е 10 °C.

Оказва се, че за апартамент с площ 60 кв.м. ще бъде достатъчна реална производителност на помпата от (80*60)/(1,16*10)=414 (л/час).

Етап #2 — изчисляване на големината на напора

Определяне на големината на напора за преодоляване на общото хидравлично съпротивление на системата по формула.

Всяка спирателна арматура има свой показател на хидравлично съпротивление, който се определя по специални таблици. При изчислението се вземат предвид стойностите на съпротивлението на всички елементи на тръбопровода.

Посочената формула изисква сложни изчисления с използване на справочни данни, затова за домашни и апартаментни отоплителни системи може да се използва опростена графика.

Загубата на напор силно зависи от диаметъра на тръбите, затова при избор между два възможни техни размера е по-добре да се избере по-големият.

Според графиката, загубата на налягане в апартамента с диаметър на тръбите 20 mm ще бъде 70 mm/m, а като се вземе предвид дължината на тръбопровода от 50 m – 3,5 метра. Тази цифра трябва да се умножи по коефициент 1,3-2,2, отчитащ съпротивлението на водонапорната арматура.

Етап #3 — определяне на мощността на помпата

Определяне на достатъчността на мощността на помпата по графика на напорно-разходните характеристики.

Недостатъчната мощност на водната помпа води до преразход на газ в котела и дори може да доведе до фатални повреди.

Такава графика се посочва в инструкцията за експлоатация и е уникална за всеки модел помпа. Ако точката на пресичане на изчислените по-горе параметри се намира под крива В, то уредът е подходящ за отоплителната система, а ако е над нея – не е.

Подробни препоръки за изчисляване на циркулационната помпа с конкретни примери сме предоставили в следващата статия.

Допълнителни функции на устройството

Ако за отоплителната система е критично важно постоянното движение на течността, то може да се инсталира двойка последователно разположени в контура помпи. Вторият двигател в такава система може да се включва при недостатъчна мощност или повреда на първия мотор.

За автоматизация на работата на бойлера с нагряване от отоплителния кръг може да се използват помпи с термостат и таймер. Вграденият механизъм осигурява включване и изключване на двигателя в зависимост от температурата на топлоносителя и времето на деня.

Клемната кутия може да има регулиращи дръжки и индикаторен панел. LCD дисплеите на отоплителните помпи се използват рядко поради непоносимост към висока температура

В разклонени отоплителни мрежи могат да се използват циркулационни помпи с термостат и плавно регулиране на скоростта на работното колело. С тяхна помощ в различни бримки се осъществява автономно регулиране на скоростта на топлоносителя, в зависимост от неговата температура. Помпите с автоматика струват няколко пъти повече и рядко се използват в апартаменти и малки жилищни къщи.

На пазара са представени както модели със стандартно, така и с нестандартно устройство, придаващо допълнителна функционалност. Класацията на най-добрите отоплителни помпи, съставена въз основа на отзиви от реални потребители, сме предоставили тук.

Други нюанси при избора на помпа

Важно е оборудването не само да изпълнява своята функция, но и да работи дълго време, без да причинява неудобства на обитателите на къщата или апартамента.

Затова при избора на уред трябва да се спазват следните правила:

1. Да избирате известни производители на помпи: Калпеда, Грундфос, Вило. Цената на тяхното оборудване е с 20-40% по-висока, но вероятността за повреда е значително по-малка.
2. Да вземате уред с характеристики, които надвишават изчислените с 20-30%. Този запас ще намали експлоатационното натоварване и ще увеличи срока на експлоатация на оборудването.
3. Да обръщате внимание на габаритите, така че помпата да се побира в отреденото за нея място.
4. Работата на уреда трябва да бъде максимално безшумна, за да не пречи на обитателите през нощта.
5. Не е необходимо да се стремите да купите модел с мощност, която значително надвишава изчислените параметри. Това ще доведе не само до преразход на електроенергия, но и до излишен шум.
6. Да избирате помпа именно за отоплителни системи, защото те са проектирани за работна температура до 130-150 °C.
7. Желателно е уредът да има вградена мрежа за филтриране на твърди частици, суспендирани в топлоносителя.

Работните характеристики на оборудването трябва задължително да съответстват на параметрите на отоплителната система, на това не може да се спести. Допълнително ще трябва да се плати само за надежден производител, повишена защита на корпуса и система за автоматично регулиране на работата.

Повечето битови циркулационни устройства за отопление не изискват настройка. За пускането им е достатъчно да свържете тръбите към тръбопровода и да включите уреда в електрическата мрежа. А как правилно да извършим монтажа на помпата, разгледахме в поетапната инструкция.

Изводи и полезно видео по темата

Как да изберем добър циркулационен насос за отопление:

Циркулационно оборудване DAB:

Сравнение на два уреда Grundfos: модели UPS и Alpha2:

Изборът на циркулационен насос е по-добре да се съгласува със специалисти. Ако мощността на оборудването за стандартен апартамент могат да я подскажат и продавачите в магазина, то преди покупката на отоплителен уред за къща извън града ще трябва да се обърнете за сложни изчисления към професионалисти.

Трябва да се помни, че не може да го замените в магазина след началото на експлоатацията, затова е по-добре веднага да купите подходящ модел.

Искате ли да допълните нашата статия с полезни препоръки за избор на насос за отопление? Или забелязахте несъответствие в изложените данни? Пишете своите забележки в блока за коментари – вашето мнение задължително ще вземем предвид.

А може би имате въпроси след прочитането на статията? Задавайте ги на нашите експерти, искайте съвет – ще се постараем да ви помогнем.