Выбор насоса для теплого водяного пола и для чего он нужен

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления

Иногда перед человеком, уже посадившим дерево и вырастившим сына, встает вопрос – а как подобрать циркуляционный насос для отопительной системы возводимого дома? И от ответа на этот вопрос зависит многое – будут ли равномерно прогреты все радиаторы, будет ли скорость потока теплоносителя в

отопительной системе достаточной, и в то же время не превышенной, не будет ли гула в трубопроводах, не будет ли насос потреблять лишнюю электроэнергию, правильно ли будут работать термостатические вентили отопительных приборов и так далее и тому подобное. Ведь насос – это сердце отопительной системы, которое неустанно качает теплоноситель – кровь дома, наполняющую дом теплом.

Подобрать циркуляционный насос для отопительной системы небольшого здания, проверить, правильно ли насос подобран продавцами в магазине, или убедиться в правильности подбора насоса, стоящего в существующей системе отопления, достаточно просто, если воспользоваться укрупненным методом расчета. Основной параметр подбора циркуляционного насоса – это его производительность, которая должна соответствовать тепловой мощности обслуживаемой им отопительной системы.

Необходимую производительность циркуляционного насоса с достаточной точностью можно рассчитать по простой формуле:

где Q – необходимая производительность насоса в кубометрах в час, Р – тепловая мощность системы в киловаттах, dt – дельта температур – разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе. Обычно принимается равной 20 градусам.

Итак, пробуем. Возьмем, для примера, дом общей площадью 200 квадратных метров, в доме есть подвал, 1 этаж и мансарда. Система отопления двухтрубная. Необходимую тепловую мощность, требуемую для обогрева такого дома, примем 20 киловатт. Производим несложные вычисления, получаем – 0,86 кубометра в час. Округляем, и принимаем производительность необходимого циркуляционного насоса – 0,9 кубических метра в час. Запомним ее и идем дальше. Второй важнейшей характеристикой циркуляционного насоса является напор. Каждая гидравлическая система имеет сопротивление пропускаемому по ней потоку воды. Каждый угол, тройник, редуцирующий переход, каждый подъем – все это местные гидравлические сопротивления, сумма которых и составляет гидравлическое сопротивление отопительной системы. Циркуляционный насос должен преодолеть это сопротивление, с сохранением расчетной производительности.

Точный расчет гидравлического сопротивления сложен и требует определенной подготовки. Чтобы примерно рассчитать необходимый напор циркуляционного насоса используется формула:

где N – количество этажей здания, включая подвал, K – усредненные гидравлические потери на один этаж здания. Коэффициент К принимается 0,7 – 1,1 метра водяного столба для двухтрубных систем отопления и 1,16-1,85 для коллекторно-лучевых систем. В нашем доме три уровня, с двухтрубной отопительной системой. Коэффициент К принимаем 1,1 м.в.с. Считаем, 3 х 1,1 = 3,3 метра водяного столба.

Обратите внимание – общая физическая высота отопительной системы, от нижней до верхней точки, в таком доме составляет порядка 8 метров, а напор необходимого циркуляционного насоса только 3,3 метра. Каждая отопительная система является равновесной, насосу не нужно поднимать воду, он только преодолевает сопротивление системы, поэтому увлекаться большими напорами никакого смысла нет

Итак, мы получили два параметра циркуляционного насоса, производительность Q, m/h = 0,9 и напор, Н, м = 3,3. Точка пересечения линий от этих величин, на графике гидравлической кривой циркуляционного насоса, является рабочей точкой необходимого циркуляционного насоса.

Допустим, Вы решили остановиться на отличных насосах DAB, итальянских насосах великолепного качества по совершенно адекватной цене. Пользуясь каталогом, или менеджерами нашей компании, определяете группу насосов, в параметры которых попадает необходимая рабочая точка. Решаем, что этой группой будет группа VA. Выбираем наиболее подходящий график гидравлической кривой, лучше всего подходит кривая насоса VA 55/180 X.

Рабочая точка насоса должна находиться в средней трети графика – эта зона является зоной максимального КПД насоса. Для подбора выбирайте график второй скорости, в этом случае Вы страхуете себя от недостаточной точности укрупненного расчета – у Вас останется резерв для увеличения производительности на третьей скорости и возможность ее уменьшения на первой.

Устройство насоса

Любой циркуляционный насос для теплого пола включает в себя следующие элементы:

  • Корпус;
  • Ротор (двигатель), оснащенный крыльчаткой и соединенный с корпусом;
  • Соединительные элементы.

Иногда конструкция насоса дополняется воздухоотводчиком, но такие устройства встречаются редко. Чаще всего в насосе имеется специальная гайка, при откручивании которой воздух стравливается из устройства.

Принцип работы насоса очень прост: жидкость поступает в корпус, за счет вращающейся крыльчатки захватывается и под давлением двигается дальше по системе. За счет этого принципа обеспечивается циркуляция теплоносителя.

Отдельные модели насосов оснащаются двумя двигателями, которые позволяют устройству при максимальных нагрузках продолжать работу – второй двигатель при необходимости включается и берет на себя часть нагрузки. Кроме того, дополнительный двигатель повышает надежность отопления, выполняя функцию резервного. Впрочем, решать, нужен ли дополнительный насос для теплого пола, придется индивидуально.

Технические характеристики насоса

Для обустройства теплых полов используются циркуляционные насосы, характеристик которых вполне достаточно для обеспечения полноценного и эффективного отопления. На интенсивность движения теплоносителя по трубам влияет его температура и давление в системе. Нормальное функционирование теплого пола предполагает, что в контуре не будет гидроударов, а насос будет своевременно реагировать на изменения в системе. Как правило, к отопительной системе подключается автоматика, которая отслеживает ряд параметров и подает насосу необходимые команды.

Мощность насоса рассчитывается по формуле:

  • Q = 0,86 x Рн / (toпр.т – toобрт.т), где
  • Рн – предельная мощность отопительной системы,
  • toпр.т – температура теплоносителя на выходе в контур,
  • toобрт.т – температура теплоносителя на выходе системы.

При подключении нескольких контуров их показатели нужно сложить, чтобы они учитывались при расчетах. Специалисты рекомендуют в каждом помещении устанавливать отдельный контур теплого пола – за счет этого достигается максимальная степень контроля работы системы, позволяющая настраивать микроклимат в зависимости от особенностей и назначения отдельных помещений.

Разница температур в трубах подачи и обратки варьируется в зависимости от следующих факторов:

  1. Длина контура. Увеличение протяженности контура обычно сопряжено с большой площадью отапливаемого помещения. Разумеется, при таких условиях теплоотдача будет достаточно интенсивной, и температура воды на выходе из контура снизится.
  2. Качество утепления. Монтаж теплых полов должен выполняться грамотно и с учетом всех требований, предъявляемых к данным системам. В частности, при недостаточно надежной теплоизоляции уровень теплопотерь будет оказывать заметное влияние на эффективность отопления. Для компенсации тепловых потерь насосу придется перекачивать большее количество жидкости.
  3. Климатические условия в регионе. Если здание установлено в регионе, который характеризуется серьезными холодами, то теплый пол должен иметь повышенную мощность. Циркуляционный насос в таких условиях тоже должен иметь запас мощности. Рекомендуется приобретать устройства, мощность которых хотя бы на четверть превышает требуемую. Вполне подойдут качественные и надежные насосы «Грундфос» для теплого пола (подробнее: “Какие бывают насосы для отопления Грундфос – виды, преимущества циркуляционных насосов Grundfos”).

Помимо мощности, любой насос имеет еще одну важную характеристику – напор потока теплоносителя. Величины напора должно быть достаточно для того, чтобы гидравлическое сопротивление теплоносителя преодолевалось. Уровень гидравлического сопротивления определяется длиной контура, диаметром используемых труб и скоростью движения теплоносителя.

Чтобы рассчитать величину напора в системе, нужно воспользоваться следующей формулой:

  • Н = (П х L + K) / (1000), где
  • Н – напор циркуляционного насоса,
  • П – гидравлическое сопротивление на 1 м трубопровода (определяется по диаметру труб, материалу их изготовления и скорости движения теплоносителя),
  • L – суммарная длина трубопровода, учитывающая каждый участок системы,
  • К – коэффициент запаса мощности насосного оборудования.

Когда все расчеты завершены, можно заняться выбором наиболее подходящего для конкретной ситуации устройства.

Эксплуатация и уход

Для продления срока службы насосного оборудования в тёплом полу, при установке, эксплуатации и обслуживании, необходимо соблюдать ряда правил:

  1. Не производить тугую затяжку соединительных узлов, так как модели современного типа изготовлены из сплавов, которые не имеют большой прочности. Для герметичности системы не рекомендуется применять паклю, а лучше использовать современные ленты, которые хорошо выдерживают большое давление, при этом не требуется тугая затяжка соединительных узлов.
  2. Устанавливать прибор в доступном месте, чтобы в случаи поломки его можно было легко заменить. Так же, он нуждается в постоянном профилактическом обслуживании, которое заключается в осмотре сальника. При нахождении в воде большого количества примесей, они твердеют и приводят его к повреждению. Данные отложения необходимо удалить, а для снижения количества их образования лучше установить фильтр.
  3. Спускать воздух перед запуском системы, и профилактически 1 раз в месяц, через открытие специального крана. Воздух в магистрали осложняет движение воды, а это провоцирует образование холодных участков. При этом автоматика подаёт команду насосу, и происходит внеочередное его включение, тем самым, он запускается чаще. Это понижает его ресурс, и соответственно уменьшается срок службы.
  4. Проводить раз в год смазывание механизма, особенно приспособление «сухого» вида.

В заключении можно сказать, что водяные полы не будут эффективно функционировать без циркуляционного оборудования. Какой выбрать для тёплого пола насос — решать вам. Но если вы не уверены, что сможете самостоятельно установить оборудование, лучше пригласить профессионалов.

Учимся подбирать насос и трехходовой для теплого пола! Теплые полы от А до Я – часть 3

Watch this video on YouTube

Возможные проблемы

Оборудование работает зимой и не вызывает проблем, но в летнее время насос стоит без дела. В системе начинают откладываться соли жесткости, особенно в корпусе. При наступлении отопительного сезона двигатель активируется, но крыльчатка не крутится из-за засора. Маломощный мотор не сможет ее провернуть.

Требуется открутить гайку – там будет вырез под ключ или отвертку. Дальше вручную придется провернуть вал с крыльчаткой. Главное – немного сдвинуть механизм с места, а потом мотор справится сам. Если все же не справится, придется разбирать коробку и прочищать детали от отложений.

При правильном обустройстве системы и покупке насоса с нужными характеристиками эксплуатация теплого пола не вызовет трудностей.

Чтобы обеспечить работу смесительного узла, который понижает температуру теплоносителя для теплого пола, необходим дополнительный циркуляционный насос. Которым в основном и обеспечивается движение теплоносителя по контурам (петлям) отопительного трубопровода.

В том случае, когда температура теплоносителя формируется не смесительным узлом, а как-то иначе (РТЛ-регулировка, котлом, солнечным коллектором, внешним смесителем), то насос в контуре теплого пола скорее всего не понадобиться, достаточно будет и общего в отопительной системе.

Но чаще всего теплые полы создаются со своим нососно-смесительным узлом.

Какой насос подойдет

В смесительном узле теплых полов применяется обычный циркуляционный насос, который пригоден и для радиаторной системы отопления.

Эти агрегаты отличаются малой мощностью, небольшим напором и небольшим расходом жидкости. Соответственно и потребляемая мощность незначительна (40 – 150 Вт), шум при работе почти отсутствует.

Все циркуляционные насосы для бытовой отопительной системы (в т.ч. и для теплых полов) обозначаются парой цифр, например, — 25/40.

Где первая 25 — диаметр резьбы подключения в мм (иначе — 1 дюйм). Дюймовое подключение — наиболее ходовое в быту для главных магистралей, такой же диаметр резьбы, например, у коллекторов для теплого пола….

Вторая цифра означает напор в дм. т.е. 40 — 4 метра водяного столба, или 0,4 атм.

Маркировка 25/60 означает уже более мощную модель – дающий напор в 6 метров.

Напор и мощность

Требуемые характеристики насоса и его марка должны быть определены в проекте на теплый пол исходя из теплопотерь, площади, количества контуров, марки труб, диаметра труб, длины петель, разницы температур…

Но приобретение проекта, или даже проведение простых расчетов, для многих не желательные затраты времени, денег и сил.

Многие желают знать «здесь и сейчас немедленно», — какой насос выбрать для теплого пола.

Но вопрос не сложный, — предстоит выбрать всего лишь между 25/40 и 25/60 (для больших площадей лучше поставить два и более «маленьких» насосно-смесительных узлов), — других подходящих вариантов просто трудно найти.

Если брать радиаторную систему, то в силу ее простоты выбор насоса упрощается. До площади дома до 160 м кв. потянет и 25/40. В пределах 160 — 250 – м кв., – 25/60 и т.д.

«Детская болезнь домашних монтажников» — установить циркуляционные насос «с запасом на всякий случай». Там, где достаточно 20, ставят 80, — получают очень существенный перерасход электроэнергии, шум в радиаторах и трубах…

Система водяного теплого пола: как устроена?

Система включает в свой состав следующие обязательные компоненты:

  • источник тепла (котел, стояк централизованного отопления);
  • теплоноситель (вода, тосол, масло и др.);
  • трубы обогрева;
  • утеплитель;
  • управляюще-распределительное устройство;
  • насос циркуляционный.

По разветвленной сети трубопроводов, расположенных на полу под покрытием, циркулирует теплоноситель. Источником тепла обычно выступает газовый котел.

Использование водяных полов в квартирах с источником тепла, подающимся централизованно по стояку, допускается в домах с поквартирной горизонтальной разводкой отопления.


Схема обустройства теплого пола

С целью одинакового прогрева полов трубы размещают на не большом расстоянии между собой (100-200 мм). У стен расстояние между трубами оставляют меньше чем в центре помещения. Раскладка труб проводится по двум схемам:

  • змейкой – ассоциируется с трассой слалома или зигзагом;
  • улиткой – напоминает спираль.

Теплоноситель, прогретый до температуры 35-45 градусов, проходя по трубопроводу, теряет температуру. Оптимальная длина трубопровода (петли) до 120 м. Этого хватает для покрытия помещения площадью до 20 м2. Для больших помещений монтируют несколько трубопроводов. К источнику тепла их подсоединяют параллельно через коллектор, который располагают в специальном шкафу. В нем же устанавливают запорную и управляюще-регулирующую аппаратуру (манометры, термостаты, сливные краны, датчики расхода, воздушные клапаны), а также насосы.

Насос для теплого водяного пола

Насос для теплого водяного пола – не самый дорогостоящий, но обязательный элемент системы отопления, от которого во многом зависит эффективность ее работы (теплоотдача и экономичность).

Это устройства, принцип работы которых основан на создании центробежной силы.

По сути, основными элементами агрегата являются:

  • корпус (в зависимости от размеров и мощности агрегата может изготавливаться из полимерных материалов, нержавеющей стали и чугуна);
  • вал с крыльчаткой, обеспечивающий затягивание и проталкивание жидкости;
  • электромотор, заставляющий ротор (вал) вращаться.

Какой насос выбрать?

  1. Как понятно из названия, циркуляционные насосы обеспечивают циркуляцию теплоносителя по системе. При этом для работы с обогреваемыми полами применяются два типа:

    с мокрым ротором, когда создающая вращение, затягивающая и под давлением проталкивающая по трубам воду крыльчатка расположена внутри корпуса агрегата и находится в непосредственном контакте с нагретым теплоносителем;

Циркуляционные аппараты с мокрым ротором, благодаря особенностям своей конструкции, отличаются более компактными габаритами и доступной ценой.

При этом жидкость-теплоноситель выполняет для них одновременно роль смазки.

Выбирать циркуляционный насос стоит исходя из площади отапливаемой поверхности, а также от площади жилища в целом. Устройства с мокрым ротором не характеризуются высокой мощностью и производительностью, а потому для обустройства системы водяного встроенного отопления жилища площадью более 400 квадратных метров не пригодны.

Более мощными, подходящими для работы с системах обогрева промышленных комплексов и многоквартирных домов представляются циркуляционные насосы с сухим ротором, вынесенным за корпус агрегата. Однако высокая производительность устройства требует и постоянного профессионального обслуживания. Это обеспечит высоконагруженному аппарату стабильную длительную работу без перебоев.

Также отвечая на вопрос о том, какой ставить насос на теплый водяной пол, стоит проанализировать условия работы агрегата. Устройство контактирует с водой. При этом абсолютной герметичности системы отопления достичь нереально, и в трубах, а также в насосе скапливается воздух, в результате чего происходит окисление и коррозионное разрешение. В связи с этим на устройства, выполненные в чугунном корпусе, смотреть нужно в последнюю очередь как они изготовлены из материала, подверженного окислению.

Для наиболее простых, не используемых постоянно систем отопления вполне подойдут недорогие односкоростные варианты, в то время как для возможности регулирования подачи теплоносителя и температуры лучше отдать предпочтение более дорогим двух- и трехскоростным моделям. Поскольку проникающий в систему и скапливающийся воздух нуждается в сгоне, лучше организовать водяной теплый пол с циркуляционным насосом, имеющим на корпусе специальную откручивающуюся гайку, позволяющую спустить воздух из системы, тем самым повысив эффективность обогрева. Подбор агрегата по параметрам маркировки.

Зная, как выбрать насос для теплого водяного пола правильно, можно исключить такие проблемы как финансовые потери из-за переплаты за устройство большой мощности при требуемой меньшей, либо же связанные с низкой эффективностью и недолговечностью устройства при интеграции в систему, требующие замены агрегата на новый подходящий.

Прежде всего, необходимо ориентироваться на параметры напора и производительности, а также мощность контура теплого водяного пола.

Производительность

Для определения требуемой производительности циркуляционного насоса необходимо мощность контура (кВт), помноженную на постоянный коэффициент 0,86 (для воды, для иных сред другие значения), разделить на разницу температур теплоносителя на входе и выходе.

Значение производительности определяется по каждому контуру отопления отдельно, после чего полученные показатели складываются в один общий.

Это и будет итоговая требуемая производительность устройства.

Для двухэтажного дома лучше спроектировать и смонтировать на каждом этаже по системе контуров, подключенных к отдельному коллектору с насосом.

Эффективность работы отопления будет выше, нежели при одном общем коллекторе и одном мощном насосе.

Напор

Характеристика мощности насоса, описывающая его способность выталкивать воду в вертикальном направлении, называется напором и измеряется в метрах водяного столба или атмосферах. Для одноэтажных частных домов подойдут устройства с напором 0,6 атм или 6 м.в.с.

Насос не должен работать на износ, а потому подбирать его следует, ориентируясь на указанные в его маркировке средние значения.

В каких случаях не обойтись без монтажа насоса

Практически все двухконтурные котлы оснащены циркуляционными насосами, которые обеспечивают устойчивую подачу теплоносителя с температурой до 60 °С. Поэтому при небольшой площади поверхности пола, нуждающейся в отоплении (до 40-50 м2) дополнительный насос или группа не нужны. Для остальных случаев его монтаж обязателен в силу следующих обстоятельств:

  • Трубопроводы теплого пола, зачастую, намного меньшего поперечного сечения, чем трубы отопительной системы, вследствие этого возникают теплопотери. В результате котел будет перегреваться, а для твердотопливных мини-моделей – расходоваться больше топлива.
  • Ряд отопительных котлов вообще не предусматривает низкотемпературный режим эксплуатации. Для настенных нагревателей это приемлемо, а для теплых полов – нет: многие группы покрытия, например, дубовый паркет, ламинат и т.д., высоких температур не переносят, и деформируются. Поэтому при расчете схемы теплого пола дополнительно появляется смесительный узел, снабжаемый термостатическим датчиком для регулировки температуры.
  • Если стены помещений дома возведены из одного материала и, следовательно, обладают одинаковыми показателями теплоемкости, то полы могут быть изготовлены из материалов с резко различными теплофизическими характеристиками. Например, в ванной комнате пол может быть выложен керамической плиткой, а в комнатах — быть наливным. Как следствие, требуемая температура для каждого отопительного контура будет различной. При расчетах следует также учитывать сколько зон дома, например, лестничные пролеты многоэтажных зданий, вообще не смогут быть обогреты теплыми полами.

Следует также учесть, что во многих случаях «заставить», чтобы одновременно и группа нагревателей, и теплый пол работали от одного отопительного котла не получится, поскольку эксплуатационные требования к этим системам слишком разнятся.

Расчет параметров насоса

В системах отопления устанавливают циркуляционные насосы. Они не создают избыточного давления, а просто проталкивают теплоноситель с определенной скоростью. Так как потребность в тепле меняется в зависимости от погодных условий, то и скорость движения теплоносителя должна меняться. Потому лучше устанавливать регулируемые насосы  — трехскоростные.

Перед покупкой следует определиться с двумя основными параметрами: производительностью (расходом) и напором. Если теплоносителем будет выступать вода, рассчитывают  производительность насоса по следующей формуле:

Q = 0,86*Pн/(tпр.т — tобр.т)

  • Pн — мощность отопительного контура, кВт;
  • tобр.т — температура теплоносителя в обратке
  • tпр.т — температура подачи.

Разница температур в системах водяного отопления составляет обычно 5оС, мощность контура чаще всего зависит от отапливаемой площади, потому для упрощения побора насоса для водяного  теплого пола можно воспользоваться таблицей. Но нужно учесть, что при расчетах брались средние цифры для средней полосы России. Потому, если у вас дом имеет не лучшее утепление, или вы живете значительно севернее или южнее средней полосы, вам придется скорректировать результат (или посчитать самостоятельно). Вообще, этот параметр берут с запасом 15-20% на случай аномальных холодов.

Таблица определения производительности насоса в зависимости от отапливаемой площади

Вторая характеристика, по которой подбирают насос — это напор, который он может создавать. Напор необходим для преодоления гидравлического сопротивления труб, фитингов, других компонентов системы. Сопротивление системы зависит от материала трубы и ее диаметра. Значение гидравлического сопротивления трубы имеется в сопроводительных документах к ним  (можно воспользоваться усредненными данными). Также в расчет принимают увеличение сопротивления на вентиле (1,7), на арматуре и фитингах (1,2) и на смесительном узле (необходим при использовании высокотемпературного котла и коэффициент для него 1,3).

H= (П*L + ΣК) /(1000),

  • H — напор насоса;
  • П — гидравлическое сопротивление погонного метра трубы,
  • Па/м; L — длина труб наиболее протяженного контура, м;
  • К — коэффициент запаса мощности.

Для расчета требуемого напора в контуре паспортное гидравлическое сопротивление метра трубы умножают на длину контура. Получают значение в кПа (килопаскалях). Переводят это значение  в атмосферы (напор насосов измеряется в атмосферах) 100 кПа=0,1 атм. Найденное значение в зависимости от наличия арматуры и вентилей умножают на соответствующие коэффициенты. После всех операций вы нашли рабочую точку насоса.

По графической характеристике выбираете модель

Но расчет насоса для теплого пола еще не окончен. Теперь нужно выбрать модель. Для этого в каталоге понравившегося производителя находите характеристику насоса. Она представлена в виде графика. Подбираете модель так, чтобы найденная рабочая точка находилась в средней трети характеристики. Если устанавливать будете трехскоростной вариант, то подбирайте модель по второй скорости — так обеспечите оптимальный, а не на пределе, режим работы и ваш насос будет служить долго и обеспечит нормальную температуру даже в холодные дни.

Функции

Водяной теплый пол отличается от традиционной системы отопления тем, что длина контуров значительная — до 120 метров в максимуме, а диметр труб обычно небольшой 16-20 мм. В каждом контуре имеется множество поворотов. Потому становится ясным, что для нормальной работы обогрева понадобится принудительная циркуляция. И именно насос для водяного пола обеспечивает достаточную для нормальной температуры скорость движения теплоносителя по трубам. Более того, для поддержания стабильной температуры будет лучше, если насос будет иметь несколько скоростей. Такие устройства называют регулируемыми и их работой можно управлять вручную или использовать для этого автоматику.

Выбор насоса для теплого пола — довольно сложная и ответственная задача

Это интересно: Напольные покрытия для системы теплого пола — линолеум и ламинат

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий