Отопительный насос: виды, принцип работы, установка, подключение, инструкция по эксплуатации

Автономной системой отопления и горячего водоснабжения в частном доме уже никого не удивишь. Будь то газовый котел, или бойлерная установка, домашнее оборудование решает задачи нагрева воды независимо от централизованной системы. Далее следует ответственная функция распределения теплоносителя по точкам потребления. В данной инфраструктуре задействуется отопительный насос, усилиями которого обеспечивается циркуляция горячей воды.

Устройство оборудования

Конструкция циркуляционных насосов для систем отопления рассчитана на обеспечение принудительного движения жидкостного теплоносителя. Для этого силовая основа большинства таких агрегатов снабжается двигателями – в частности, асинхронным однофазным приводом, который задействует функцию рабочего колеса. Кроме электродвигателя, типовая конструкция насосов для отопительных котлов содержит следующие компоненты:

• Корпус, обеспеченный соединительной арматурой.
• Винты для крепежа.
• Патрубки для слива конденсата.
• Регулирующие приспособления.
• Клеммный блок для электротехнического подключения.
• Индикаторы, кнопки управления и переключатели.
• Переходной штуцер и прочие адаптеры.

Технические исполнения насосов этого типа могут отличаться по самым разным параметрам. В частности, по типу смазки роторного блока двигателя. Существуют «мокрые» и «сухие» конструкции. В первом случае смазка механики выполняется за счет протекающего теплоносителя, а во втором – специальным техническим маслом. Второй вариант менее привлекателен по той причине, что в воде могут оставаться частицы машинной смазки, а это влияет на экологическую чистоту воды. Впрочем, для систем отопления этот фактор малозначим.

Рабочие характеристики оборудования

Начинать подбор подходящей модели следует с ее допустимости к работе в определенных температурных режимах. Как правило, отопительный насос рассчитывается на возможность эксплуатации в прямом контакте с жидкостями, температура которых составляет 90-110 °С. Далее можно переходить к производительности агрегата, складываемой из целого комплекса параметров:

• Напор. Определяет высоту подъема воды – в бытовых системах она составляет 4-6 м, чего достаточно для двухэтажного дома.
• Мощность. Влияет и на высоту подъема теплоносителя, и на скорость его подачи. Современные модели представляют широкий диапазон показателей этого параметра, но в домашних условиях в среднем используются агрегаты на 20-60 кВт.
• Объем прохождения жидкости за 1 минуту. Если мощность оборудования в контуре составляет те же 20 кВт, то средний объем проходящей жидкости у такого насоса будет равен примерно 20 л.
• Расход. Данная величина определяет производительность системы в целом. На нее будут влиять не только характеристики перекачивающего агрегата, но и диаметр подключенных патрубков. Например, при той же мощности отопительного насоса в 20 кВт контур толщиной порядка 25 мм, в среднем, обеспечивает расход 30 л/мин. Труба с диаметром 50 мм может поставлять теплоноситель на скорости свыше 150 170 л/мин.

В отдельном порядке рассчитывается рабочее давление. Существуют разные подходы к оценке оптимальной нагрузки, которую способен выдерживать насос. Иногда применяется правило, согласно которому 1 м подъема воды соответствует 0,1 атм. Однако специалисты утверждают, что в бытовой отопительной инфраструктуре вполне достаточно 6 бар – наиболее распространенная расчетная величина давления, которую указывают сами производители. В крайнем случае при обслуживании множества точек снабжения в большом доме может задействоваться агрегат на 10 бар.

Принцип действия насоса

Рабочее колесо агрегата в процессе вращения создает воздействие на поток жидкости, в результате чего меняется скорость циркуляции. В зависимости от интенсивности работы крыльчатки и уровня давления, необходимого для подъема теплоносителя, меняется разность между темпами движения воды на входе и выходе. В процессе эксплуатации водяного оборудования особенно важны регуляционные функции. Принцип работы теплового насоса для отопления дома предусматривает возможности для изменения частоты вращения крыльчатки. Данная функция реализуется по-разному у ручных механических и электронных моделей. В первом случае пользователь может управлять мощностью через несколько ступеней регуляции. На пиковых показателях снижения частоты вращения рабочего колеса можно достигать экономии энергоресурсов до 20%. Электронные же насосы выполняют автоматический подбор оптимальной скорости движения воды, учитывая несколько показателей. Таким образом, обеспечивается наиболее рациональная циркуляция с минимизацией теплопотерь и без нарушения комфорта в показателях микроклимата.

Правила монтажа агрегата

Насос устанавливается на контуре циркуляции теплоносителя в трубу подходящего типоразмера. Крепление осуществляется с помощью комплектной арматуры с дополнениями в виде измерительных приборов – манометра, термометра и датчика расхода. При установке отопительного насоса следует учитывать следующие правила:

• Перед рабочими действиями должна быть выполнена комплексная промывка трубопровода.
• Точка для монтажа должна находиться в доступном месте для возможных проверок и техобслуживания.
• Запорная арматура монтируется с двух сторон относительно точки установки насоса – на входе и выходе.
• При монтаже важно соблюсти корректность положения ротора. Согласно инструкции, он должен занимать горизонтальную позицию, защищенную от возможного отклонения. Смещения приведут к потере производительности.
• Клеммная колодка тоже должна быть открыта для прямого доступа. В некоторых моделях отопительного насоса ее положение можно менять вместе с корпусом электродвигателя, предварительно открутив крепежные винты.
• Монтаж на длинных трубопроводных линиях может предполагать риски повышенных вибраций. В этом случае плохо зафиксированные окончания труб дополнительно фиксируются к опорным конструкциям.

После монтажа проверяется качество механических соединений и корректность направления потока. Фактический вектор циркуляции должен соответствовать стрелке движения рабочей среды, указанной на корпусе агрегата.

Подключение отопительного насоса

Электротехнические мероприятия выполняются только при наличии соответствующих навыков. Для работ на контурах с температурой воды более 90 °С используется специальный термостойкий кабель. В процессе подключения нельзя допускать контакта силового провода с трубами и корпусом насоса. Перед непосредственным подключением мультиметром проверяются характеристики питающей сети. Они должны совпадать с параметрами отопительного насоса по рекомендованным эксплуатационным показателям. Далее через клеммную колодку выполняется электрическое подсоединение провода. Важно поддерживать герметичность коробки, оберегая контакты от попадания влаги. Если в конструкции насоса не предусмотрена специальная двухслойная изоляция, то отдельно следует обеспечить и заземление.

Инструкция по эксплуатации оборудования

Когда система будет смонтирована и подключена, можно готовить ее к первому включению. Для этого выполняется отвод воздуха. Трубопровод сначала заполняется, а затем полностью опорожняется от воздуха. Современные модели насосов предусматривают автоматический воздухоотвод через специальную функцию вентиляции. Для этого существует соответствующая кнопка, после нажатия которой производится повышение и понижение давления в системе. Процедура длится всего несколько секунд. Затем можно переходить к регулировке насоса для отопительной системы с учетом текущих потребностей. В частности, задается способ регулировки, напор и мощность. При наличии дисплея с рабочими параметрами прибора, можно отслеживать установленные показатели, а также фиксировать критические значения. Автоматика настраивается на аварийные срабатывания – в случаях перегрева, холостого хода, сильных перепадов напряжения в сети и т. д.

Инструкция по техобслуживанию насоса

В регулярном порядке следует производить очистку поверхностей насоса. Это делается сухой тряпкой или ветошью. Важно не повредить чувствительные элементы, избавляя узлы и мелкие детали от загрязнений. От агрессивных чистящих средств и абразивов следует отказаться. Если обнаружены неполадки, то следует воспользоваться универсальной ремонтной инструкцией к отопительным насосам с эффектом циркулирующего движения:

• Агрегат не работает, хотя питание исправно и подключено. Зачастую это результат ошибочного срабатывания или поломки предохранителя.
• Контуры отопления не прогреваются. Возможно, фактические показатели не соответствуют установленным значениям. Следует увеличить температуру нагрева и скорость движения потоков. Если ситуация не изменится, ремонтируется блок управления.
• Насос чрезмерно вибрирует и шумит. Как правило, это результат слишком низкого давления на воде. Проблема решается или повышением давления с целью устранения эффекта кавитации, или же путем уменьшения напора.

Насос «Грундфос»

Под брендом «Грундфос» выпускаются одни из самых надежных и технологически совершенных насосов. В ассортименте компании предусмотрена широкая категория циркуляционных моделей для систем отопления – как регулируемых, так и нерегулируемых. В частности, начальный уровень представляет компактный насос UPS, обеспеченный асинхронным двигателем с «мокрым» ротором. У него ручное переключение скоростей в трех режимах. Также механическая коррекция ротора производится своими руками без автоматики.

Современное же поколение регулируемых циркуляционных моделей представляет обширное семейство ALPHA. Третья генерация насоса «Грундфос» этой серии совмещает в себе элементы ручной гидравлической балансировки и электронного управления. Для постоянного учета рабочих параметров домовладелец может использовать смартфон или айпад – мобильные устройства синхронизируются с блоком контроля насоса, получая свежие данные в удаленном режиме.

Конструкционное исполнение насосов ALPHA тоже развивается, обретая все новые качества и возможности. Двигатель, как один из ключевых компонентов агрегата, обеспечивается высокопрочными керамическими подшипниками и роторным валом. Эти решения увеличивают срок службы оборудования и его производительность. Работают специалисты «Грундфос» и над защитно-изоляционными качествами насосов, повышая их стойкость к внешним воздействиям.

Насосы Wilo

Тоже небезызвестная фирма на рынке насосного оборудования. В данном случае обращать внимание следует на линейку Star-RS, представители которой ориентируются на увеличение теплоотдачи при обслуживании контуров системы отопления. Производитель рассчитывает конструкции оборудования на непрерывную работу в жестких условиях. Причем даже мелкоформатные модели могут использоваться не только в быту, но и на крупных магистралях горячего водоснабжения. Рабочее давление в 16 бар это позволяет.

Средние технические показатели отопительных насосов Wilo охватывают диапазон производительности, которого будет достаточно для обслуживания площадей от 200 до 1000 м кв. При этом и маломощные, и высокопроизводительные агрегаты максимально оптимизируются в конструкции, что упрощает техническое обслуживание и в целом делает надежнее инфраструктуру. Если же говорить о фирменных наработках, то компания делает ставку на применение серого чугуна в конструкции. Вал, в свою очередь, изготавливается из нержавеющей стали, а подшипники выполняются на графитовой износостойкой основе.

Особенности тепловых насосов

Еще одна категория насосного оборудования, которое используется для функции отопления. Это электромеханические агрегаты, которые обеспечивают кондиционирование и горячее водоснабжение как в связке с другими нагревательными устройствами, так и в автономном режиме. Целевые теплоносители такого оборудования – горячие среды воздуха и воды. Тепловые насосы для отопления данного типа имеют в конструкции две функциональные части: гидравлический модуль и блок с инвертором. Первый компонент устанавливается внутри котельной или другого помещения, где планируется генерация теплых потоков. Инвертор монтируется снаружи на улице. Его крепят посредством специальных кронштейнов к стене или напольным образом на подготовленный фундамент. Связываются два блока через трассу, включающую медные трубы и четырехжильный электрокабель.

Принцип работы теплового насоса для отопления дома заключается в заборе наружного воздуха и передаче его через инверторный узел потребителям. Регуляция температуры осуществляется посредством теплоносителя (фреона), который вводится в циркулирующую инфраструктуру и передается воде. Схема действия напоминает работу кондиционера, как и техническое устройство. Разница заключается в том, что тепловые насосы эффективно функционируют и в режиме фанкойла, то есть поддерживают регуляцию как на понижение, так и на повышение температуры. Как правило, работа оборудования автоматизируется с помощью датчиков, фиксирующих отклонения от оптимальных параметров микроклимата.

Заключение

Насосные агрегаты в системах отопления преимущественно выполняют вспомогательную функцию. Как таковые они не генерируют тепло, а лишь поддерживают распределение теплоносителя по заданным контурам. Так работают водяные отопительные насосы циркуляционного типа. Основные же характеристики системы задает источник тепловой энергии. Это может быть и автономное оборудование наподобие котла или конвектора, и магистральная сеть теплоснабжения, в которой наблюдается недостаток давления. Что касается насосов воздух-вода, то они эффективны в случаях, когда требуется тонкая настройка микроклиматических параметров внутри одного-двух помещений. Но для большого частного дома одной такой установки будет недостаточно. Комплексное обслуживание нескольких отопительных контуров лучше доверять циркуляционным насосам.