Циркуляционный насос с мокрым ротором

Устройство насоса представляет собой чугунный корпус, в котором электрический мотор вращает закрепленное на валу композитное колесо. Колесо состоит из двух дисков, между которыми радиально расположены изогнутые лопасти. Теплоноситель попадает в колесо через отверстие в нижнем диске.

В моделях мокрого хода все движущиеся части (в том числе ротор мотора), соприкасаются с теплоносителем, который выполнят роль смазки/охлаждения для керамических (графитовых) торцевых подшипников скольжения и самого ротора. При этом статор изолируется от теплоносителя при помощи металлической перегородки с уплотнительными прокладками.

Устройство «мокрых» насосов сложнее, чем конструкция насосов с сухим ротором, поэтому их стоимость при равных характеристиках всегда будем выше.

Конструкция циркуляционного насоса.

Виды циркуляционных насосов

Циркуляционные насосы бывают с сухим и мокрым ротором, консольного и моноблочного типа. В чём существенная разница насосов с сухим и мокрым ротором?

Основное отличие циркуляционных насосов с мокрым и сухим ротором в конструкции и в КПД. И если у насоса с сухим ротором КПД достигает всего лишь 45%, то КПД циркуляционного насоса с мокрым ротором на порядок выше, но не менее чем 75%.

Что касается конструкции, то в насосах с мокрым ротором теплоноситель выполняет одновременно роль смазки и охлаждения. В данном случае на валу двигателя закреплена крыльчатка, которая и приводит поток воды в движение. В свою очередь, элементы циркуляционного насоса с сухим ротором не имеют прямого контакта с жидкостью.

Такая конструкция насоса обладает рядом существенных недостатков. Ну, во-первых, долговечность насоса с сухим ротором несколько меньше, чем с мокрым ротором. Во-вторых, насос время от времени требует смазки и имеет некоторую шумность во время работы из-за попадания воздуха вовнутрь.

Консольные, моноблочные и IN LINE циркуляционные насосы

Циркуляционные насосы подразделяются не только по типу установленных в них роторов, но и в зависимости от вида соединения.

Так, самыми совершенными на сегодняшний день устройствами, являются in-line циркуляционные насосы. Наряду с высокой герметичностью и долговечными материалами изготовления, такими как керамика, алюминий и нержавеющая сталь, ресурс работы in-line насосов более 5 лет.

Моноблочные циркуляционные насосы имеют корпус и двигатель с крыльчаткой на валу, которые установлены в отдельном моноблоке. Срок эксплуатации таких циркуляционных насосов несколько меньший, но зато данное оборудование отличается невысокой стоимостью.

Что же касается консольных циркуляционных насосов, то их корпус и двигатель разъедены и установлены по отдельности. В таких насосах для передачи крутящего момента используется соединительная муфта.

Два основных вида устройства для системы отопления

Циркуляционные насосы различают по условиям работы. Если ротор соприкасается с рабочей средой, то он называется мокрым. Если ротор изолирован от перекачиваемой жидкости, то он называется сухим.

Принцип работы сухого ротора

Ротор устроен без активного возбуждения (постоянный магнит) и соприкасается с перекачиваемой жидкостью — так называемый мокрый. Находится в отдельном стакане, изолированном от электрического статора.

Внимание! Роль смазки и охлаждения играет транспортируемая среда.

  • простота устройства;
  • сравнительно низкая цена;
  • долгий срок службы;
  • бесшумность работы;
  • компактность.

Фото 1. Циркуляционный насос с сухим ротором Wilo Crono Bloc-BL 50/220-3/4 с высоким уровнем КПД.

  • низкий КПД;
  • необходимость точного соблюдения правил монтажа — ротор располагается строго горизонтально;
  • чувствительность к чистоте — абразивные примеси в теплоносители резко сокращают срок службы;
  • повышенная шумность;
  • необходимость регулярного техобслуживания и меньший срок службы.

В каком режиме работает мокрый ротор?

Чаще в частном доме устанавливают циркуляционные насосы с мокрым ротором. При этом их низкая эффективность не играет особой роли, поскольку итоговая затрачиваемая мощность невелика. Куда важнее бесшумный режим, долговечность, нетребовательность к ТО и компактность.

Фото 2. Циркуляционный насос с мокрым ротором Making Oasis Everywhere CN-22/2, компактный и долговечный.

Типы циркуляционных насосов

По конструкционным особенностям циркуляционные насосы делятся на механизмы «мокрого» и «сухого» типа.

Конструкционная особенность насосов сухого типа заключается в том, что ротор не находится в прямом контакте с теплоносителем, так как его рабочая поверхность и электродвигатель разделены специальными уплотнительными нержавеющими кольцами. Тонкая пленка воды, находящаяся между кольцами, при вращении герметизирует соединение за счет разницы давления во внешней среде и системе отопления. Прижимная пружина выполняет постоянное поджатие колец по мере их износа и обеспечивает их «самоподгонку». КПД циркуляционных насосов с сухого типа составляет 80 %. Однако, насосы данного типа достаточно шумные и более требовательны в обслуживании, в сравнении с насосами мокрого типа и редко используются в индивидуальном отоплении.

Циркуляционные насосы мокрого типа отличаются от «сухих» тем, что ротор вместе с крыльчаткой находятся в прямом контакте с теплоносителем, который и охлаждает прибор и одновременно выполняет роль смазки. В насосах такого типа ротор и статор разделены специальным «стаканом» выполненным из нержавеющей стали, который обеспечивает герметичность части электродвигателя, находящейся под напряжением. Все части циркуляционного насоса мокрого типа, функционируют в перекачиваемой среде.
КПД таких насосов составляет около 55%, однако, они менее шумные и неприхотливы в обслуживании. Их производительности вполне достаточно для систем небольших протяжностей, поэтому их наиболее часто используют в индивидуальном отоплении.

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Выбирая циркуляционный насос учитываются такие показатели, как его мощность, диаметр трубопровода, температура теплоносителя, уровень напора теплоносителя, производительность и пропускную способность отопительного котла.

Параметры циркуляционного насоса отображены в его маркировке. Например, маркировка 25-60 – что она обозначает? 25 – диаметр присоединительного размера в мм., в данном случае это 1 дюйм, а 60 – это давление или высота подъема. В данном случае высота подъема составляет 6 метров водяного столба или 0,6 атмосфер.
Любой циркуляционный насос имеет три ступени мощности. Каждая ступень мощности характеризуется своей производительностью, то есть объемом теплоносителя который прокачивает насос в один час.

Производительность циркуляционного насоса напрямую зависит от протяженности трубопровода (как правило при расчетах, на 10 м/п трубопровода приходится примерно 0,5 м. насосного напора). Также не следует забывать, что чем уже сечение труб в системе, тем большее сопротивление будет испытывать теплоноситель.

Расход теплоносителя рассчитывают просто приравнивая его к параметрам мощности отопительного прибора. Например, при мощности котла составляющей 25 кВт, расход теплоносителя будет составлять 25 л/мин. Радиаторам мощностью 15 к Вт необходимо 15 л/мин воды.

При протяженности трубопровода системы отопления не более 80 м., достаточно будет установки одного насоса, при более длительной протяженности трубопровода необходимо устанавливать два и более циркуляционных насоса.

Установка циркуляционного насоса – особенности монтажа

Первое что следует сделать перед установкой циркуляционного насоса – определить место монтажа. Нужно учитывать то, что циркуляционный насос нуждается в периодическом обслуживании, поэтому он должен иметь к себе свободный доступ.

Наиболее оптимальное место для его установки, перед отопительным котлом, на обратном трубопроводе. Все дело в том, что в верхней части котла со временем может накапливаться воздух и при установке насоса на подаче, будет происходить вытягивание воздуха из котла, что будет приводить к образованию вакуума и к закипанию завоздушенной части котла. Если же насос устанавливается перед котлом, то он будет вталкивать теплоноситель в него, что не будет приводить к образованию воздушных пробок. Кроме этого, такая система монтажа предусматривает работу циркуляционного насоса при более низких температурах (на обратке температура теплоносителя всегда ниже, чем на подаче), а это продлевает срок его эксплуатации.

Читайте также  Дезинфекция курятника

Очень важный момент монтажа – это положение вала циркуляционного насоса. Вал в обязательном порядке должен располагаться в строго горизонтальном положении, иначе насос будет находиться в воде не полностью, и в лучшем случае будет терять до 30% производительности, а в худшем – рабочая зона из-за перегрева может выйти из строя.

На выбранном участке монтажа циркуляционного насоса рекомендуется устанавливать, так называемый, байпас (обводная линия). Байпас необходим для того, чтобы в случаях отключения электричества или выхода насоса из строя теплоноситель циркулировал через открытия краны по главному трубопроводу, и отопительная система продолжала работать уже в режиме естественной циркуляции.

Следует обязательно помнить, что диаметр трубы обводной линии (байпаса) должен быть меньше диаметра основного трубопровода.

Перед насосом обязательно необходимо установить фильтр грубой очистки, который будет защищать вращающиеся элементы механизма от мелких механических частиц. Особенно нежелательно попадание мусора на крыльчатку, которая может попросту заклинить, что приведет к сгоранию обмотки и выходу насоса из строя.

С обеих сторон насоса необходимо установить запорную арматуру (обычные шаровые краны). Перекрыв их, в случае необходимости, можно выполнить демонтаж или обслуживание циркуляционного насоса без полного слива теплоносителя из системы.

Еще более правильны будет использование вместо одного из шаровых кранов обратного клапана.

Система будет выглядеть следующим образом: перед фильтром грубой очистки устанавливается шаровый кран, за фильтром устанавливается циркуляционный насос, а за насосом вместо второго шарового крана – обратный клапан.

При использовании обратного клапана при необходимости также можно демонтировать циркуляционный насос, перекрыв всего лишь один шаровый кран – обратный клапан, установленный по стрелке, не даст вытока теплоносителя с другой стороны насоса.

Еще одна функция, которую выполняет обратный клапан, особенно при высоких стояках на подающей линии, – это предотвращение противопотока давления в системе. Что это значит? Если от котла вверх «выходит» вертикальный стояк большой протяженности, то давление будет направленно не только вверх, но и благодаря силам гравитации, будет создаваться давление, направленное вниз. Вот для того, чтобы часть давления не пошло в “обратку”, и система «остановилась» и устанавливается обратный клапан.

Самый маленький циркуляционный насос для отопления

Компактные агрегаты, рассчитанные на рабочее напряжение 12В, получили самое широкое распространение благодаря следующим достоинствам:

  • Минимальному потреблению электроэнергии;
  • Плавному пуску;
  • Электронному контролю частоты вращения турбины;
  • Длительному сроку службы;
  • Универсальности и простоте монтажа;
  • Отсутствию вибраций во время работы;
  • Встроенной защите от перегрева.

Использование таких приборов позволяет существенно сократить затраты на электричество, без потери эффективности.

Расчет мощности циркуляционного насоса

Для долговременной и качественной работы всей системы отопления необходимо грамотно произвести расчеты по выбору циркуляционного насоса. Не всегда, наличие нескольких насосов в системе обеспечивают надежную работу всей системы. Да к тому же это приводит к излишним, и довольно ощутимых материальным затратам, как в период монтажа, так и период эксплуатации. Правильно выбранное оборудование поможет существенно сэкономит бюджет и оградит от ненужных затрат в дальнейшем.

Все циркуляционные насосы обладают двумя основными характеристиками — это объём и напор. Эти характеристики необходимы знать, чтобы правильно рассчитать производительность выбранного оборудования. Рассмотрим вариант расчета подбора насосного оборудования для частного дома в 200 кв. м.

Первое, определимся с объемом, который насос способен прокачать. Эта одно из главных технических параметров насоса он должен обеспечивать надежную и долговременную работу оборудования. Объем вычисляется с помощью формулы П=3,6 х Q/ (c х ∆Т). Где 3,6 это постоянная величина. Q- это мощность тепловой системы, высчитывается из расчёта десять квадратных метров равна одному киловатту тепловой энергии. С- величина удельной теплоемкости теплоносителя, как правило роль теплоносителя исполняет вода, удельная емкость воды составляет 4,2 кДж/кг. И наконец ∆Т- это разница температуры теплоносителя. Замеры должны производится в двух точках- это на точке выхода теплоносителя из нагревающего оборудования и на точке возврата теплоносителя обратно в нагреватель. Нормальным параметром считается разница в 20 градусов. Для систем с теплым полом эта разница должна достигать всего пяти градусов.

В итоге получаем следующий расчёт:

Получили 0,857 куб/ч такой объем должен обеспечивать насос для перекачивания жидкости в доме площадью в 200 кв.м.

В дальнейшем нужно произвести расчёт напора, который должен выдавать насос. Данный показатель так же очень важен для нормальной работы всего оборудования. Произвести данные расчёты можно с помощью формулы; Н= NхК

N– это количество этажей в доме, здесь нужно учитывать цокольные и подвальные помещения если предусматривается их отопление данной системой.

К- величина усредненного сопротивления в системе отопления, такая величина как правило составляет с лучевой разводкой 1,85, а с двухтрубной системой разводки величина составляет 1,1. Двухтрубная система имеет меньше изгибов что и обуславливает меньшую единицу сопротивления.

В рассматриваемом варианте мы возьмем самый распространённый способ разводки – это лучевая.

Производим расчёт, в данном случае мы имеет одноэтажное строение, но приборы отопления расположены в подвальном помещении из этого получаем: Н= 2х1,85, итого необходимый напор для обеспечения нормальной работы системы отопления требуется в размере 3,7 метра.

В итоге мы высчитали параметры, которые должен поддерживать циркуляционный насос. Стоит так же учитывать, что насос нужно выбирать с небольшим запасом по показателям.

Проведя эти достаточно простые вычисления можно произвести подборку циркуляционного насоса, который в полной мере удовлетворит стабильную работу всей системы отопления.

Дополнительное оборудование насосов для отопления и ГВС

В системах горячего водоснабжения часто применяют модели, оснащенные таймерами и терморегуляторами. Это необходимо для нормализации режима работы бойлеров косвенного нагрева. Термостат контролирует температуру воды. Если она ниже нормы, то прибор подает сигнал на снижение подачи воды, если выше – на увеличение.

С помощью таймера можно установить оптимальное время работы бойлера, что позволяет отключать насос и экономить ресурсы ночью, когда горячей водой не пользуются. Для регулировки расхода теплоносителя устанавливают частотные преобразователи, меняющие скорость вращения крыльчатки насоса.

Принцип работы насосов

Циркуляционные устройства работают на электричестве. Существует два подхода системы, что ведёт к их разделению на устройство «сухого» и «мокрого» типа. Принцип работы сухой цепи заключается в том, что привод является полностью изолированным от каждого насоса и турбины, а вращение передаётся через вал. Как правило, такие устройства довольно массивные.

Сухие насосы для циркуляции воды в системе отопления — это мощные и эффективные устройства, обеспечивающие очень высокую скорость потока и высокое давление в системе. Без них трудно управлять отоплением. В квартире или частном доме устанавливать их необходимо. Однако, есть некоторые недостатки:

  1. Вал, который передаёт вращение — это сложная система уплотнения, предотвращает утечку жидкости под давлением. Эти уплотнения постепенно изнашивается, что требует регулярного профилактического обслуживания, включая замену на новые.
  2. Работа насоса всегда сопровождается звуковым эффектом с воздушным охлаждением.

Наконец, система является очень дорогостоящим выбором, лучшим вариантом будет покупка насоса с «мокрым ротором». Вертикальный насос с «мокрым ротором» также бывает различных типов.

Читайте также  Футеровка печи

Подключение к электропитанию

Работают циркуляционные насосы от сети 220 в. Подключение — стандартное, желательна отдельная линия электропитания с автоматом защиты. Для подключение требуются три провода — фаза, ноль и заземление.

Схема электрического подключения циркуляционного насоса

Само подключение к сети можно организовать при помощи трехконтактных розетки и вилки. Такой способ подключения используется, если насос идет с подключенным питающим проводом. Также можно подключить через клеммную колодку или напрямую кабелем к клеммам.

Клеммы располагаются под пластиковой крышкой. Ее снимаем, открутив несколько болтов, находим три разъема. Они обычно подписаны (нанесены пиктограммы N — нулевой провод, L — фаза, а «земля» имеет интернациональное обозначение), ошибиться трудно.

Куда подключать кабель электропитания

Так как от работоспособности циркуляционного насоса зависит вся система, имеет смысл сделать резервированное питание — поставить стабилизатор с подключенными аккумуляторами. При такой системе электропитания все будет работать и несколько суток, так как сам насос и автоматика котла «тянут» электричества по максимуму 250-300 Вт. Но при организации надо все просчитать и подобрать емкость аккумуляторов. Недостаток такой системы — необходимость следить за тем, чтобы аккумуляторы не разряжались.

Как подключить циркуляционник к электричеству через стабилизатор