Як вибрати циркуляційний насос для водяного опалення будинку

Примусовий рух теплоносія системою водяного опалення забезпечує циркуляційний насос, здатний перекачувати рідину з температурою 110…115 °C. У приватних будинках і квартирах з індивідуальними котлами застосовуються малошумні агрегати побутової серії з муфтовим приєднанням, оснащені «мокрим» ротором (якір двигуна омивається і охолоджується мережевою водою).

Якщо ви вирішили самостійно підібрати насос для опалення, спирайтеся на 3 основні критерії:

1. Технічні характеристики – продуктивність, робочий тиск.
2. Приєднувальні і габаритні розміри.
3. Ціна апарата, популярність бренду.

Розглянемо по пунктах, як правильно вибрати циркуляційний насос для радіаторної системи, теплої підлоги та первинного контуру котла.

Найбільш «ходові» моделі насосних агрегатів

Виробники пропонують широкий вибір насосів різної потужності, призначених для перекачування рідких середовищ з різними параметрами. Але нас цікавлять тільки проточні моделі, що працюють в системах домашнього опалення та гарячого водопостачання.

Як розрізнити циркуляційні, відцентрові та інші види насосів:

• за формою – електричний мотор і крильчатка встановлені в одному корпусі, патрубки виходять з боків нижньої частини (не посередині);
• за наявністю «мокрого» ротора, таке рішення значно знижує шум обертання крильчатки;
• 2 типорозміри монтажною довжиною 130 і 180 мм;
• умовний прохід патрубків – 15, 20, 25 і 32 мм, тип приєднання – муфтовий (на трубній різьбі);
• робочий тиск (за паспортом) – 0.4, 0.6 і 0.8 Бар.

Вказані параметри легко з’ясувати за маркуванням виробу. Приклад: цифри в назві Wilo Star-RS 15/4 позначають внутрішній діаметр приєднувальних патрубків 15 мм і тиск 4 м водного стовпа (0.4 Бар). Приклад другий: апарат Grundfos ALPHA2 25-60 підключається до труб Ду 25 та розвиває напір 0.6 Бар (6 метрів).

Довідка. Більшість виробників випускають розширені лінійки насосів. Німецький бренд Wilo пропонує циркуляційні нагнітачі, які мають тиск 2, 4, 6, 7 і 8 м. вод. ст. Та «ходовими» моделями все одно лишаються «четвірки» і «шістки», рідше – «вісімки».

Звичайно, існують більш потужні насоси з робочим напором 1…10 Бар, але в приватних оселях такі не застосовуються. Маленькі агрегати довжиною 130 мм з патрубками ½ і ¾ дюйма зазвичай стоять всередині котлів, великі (18 см, 1 і 1 ¼”) – врізаються в опалювальні магістралі.

Способи вибору насоса

Найправильніший шлях – зробити повноцінний гідравлічний розрахунок і точно визначити основні параметри насоса – створюваний тиск і продуктивність. Саме так проектується централізоване теплопостачання багатоквартирних будинків і промислових будівель.

Інженерною розрахунковою методикою володіють далеко не всі майстри, які займаються монтажем водяних опалювальних систем, що вже казати про пересічних домовласників. Як можна підібрати циркуляційний насос для опалення більш простим способом:

1. В разі заміни старого зношеного агрегата купуємо новий з аналогічними параметрами. Нас цікавить лише ціна та якість насосного пристрою.
2. Замовляємо проект домашньої опалювальної системи інженеру-теплотехніку. Далі ми пояснимо переваги цього варіанта.
3. Самотужки розраховуємо тиск насоса за спрощеною методикою.
4. Віримо багаторічному досвіду експертів і купуємо апарат за їх порадами.

Рекомендації експертів. Для заміських будинків і квартир площею до 250 м² цілком достатньо побутового насоса з тиском 4 м водного стовпа (0.4 Бар). На квадратуру 250…500 м² краще взяти більш потужний агрегат з напором 6 м (0.6 Бар), понад 500 м² – 8 м. вод. ст.

Інженерні розрахунки і розробку схеми треба оплачувати, але ці витрати повернуться. Яким чином: коли ви монтуєте опалення самостійно чи наймаєте працівників, комплектуючі і обладнання купуєте з великим запасом – про всяк випадок. Оскільки проектувальник точно вкаже потужність насоса, діаметр та кількість труб, отримаєте економію на матеріалах і витратах на електрику під час експлуатації.

Якщо ви довіряєте тільки цифрам або захочете перевірити монтажників, вибирайте насос опалення за власними розрахунками, користуючись наведеною нижче методикою. Не забудьте звірити розрахункові характеристики агрегата з рекомендаціями експертів.

Розрахунок характеристик насоса

Опалення працює ефективно, коли всі батареї або нагрівальні підлогові контури отримують необхідну кількість тепла. Тобто, насосна установка має забезпечити необхідну витрату теплоносія на кожній ділянці системи, долаючи гідравлічний опір труб, фітингів і арматури.

Перед тим як вибрати насос, треба розрахувати його продуктивність за формулою:

• G – масова витрата теплоносія, кг/год;
• Q – загальне навантаження на опалення, Вт;
• Δt – різниця між температурою води в прямому та зворотному трубопроводі, для розрахунків зазвичай приймається рівною 20 °C.

Довідка. Оскільки щільність води мало змінюється при нагріванні в межах 100 градусів, при спрощених обчисленнях масова витрата приймається рівною об’ємній. Приклад: G = 300 кг/год = 300 літрів на годину.

Теплове навантаження можна вирахувати за 3 різними методиками, що дають результати різної точності. Ми не ускладнюватимемо задачу і просто визначимо кількість теплоти за площею будівлі.

Наприклад, обігрів двоповерхового будинку квадратурою 250 м² потребує 22 кВт теплоти. Звідси нескладно порахувати витрату теплоносія і необхідну продуктивність насоса: G = 0.86 х 22000/20 = 946 кг/год = 0.95 т/год = 0.95 м³/год.

Відразу з’ясуємо перетин і діаметр основної магістралі від котла, на якій потрібно встановлювати насос:

• F – площа перетину труби, м²;
• ʋ – швидкість руху води, приймається з діапазону 0.5…1 м/с.

Чим нижча швидкість течії води, тим менший опір тертю об стінки труб, арматури і фітингів.

Беремо значення 0.6 м/с та визначаємо перетин магістралі: F = 0.95 / 3600 х 0.6 = 0.00044 м². Далі через формулу площі кола розраховуємо діаметр проходу – 0.024 м або 24 мм. Відповідно, внутрішній розмір труби і приєднувальних штуцерів насоса дорівнює 25 мм.

З’ясувавши продуктивність циркуляційного насоса, переходимо до обчислення наявного тиску. Розрахунки виконаємо окремо для радіаторної мережі, підлогового обігріву та котлового контуру обв’язки.

Опалювальна схема з батареями

Завдання насоса – продавити потрібний об’єм теплоносія по трубах від першого до останнього радіатора. Йому протистоїть сила тертя рідини об стінки, опір від звуження проходів у регулювальних вентилях та поворотів на фітингах.

Щоб дізнатися величину опору, який має здолати циркуляційний насос, пропонуємо скористатися спрощеною формулою:

• H – шуканий перепад тиску, що виражається в метрах водного стовпа;
• R – питомий опір тертю, рахується в м. вод. ст. на 1 метр погонний трубопроводу;
• L – протяжність найбільш довгої гілки опалення, вимірюється від котла до останнього радіатора;
• Z – коефіцієнт місцевих опорів.

Зауваження. Формула сильно спрощена, інженерний розрахунок гідравліки набагато складніший. Зате вона дозволяє правильно підібрати опалювальний насос для побутових умов.

До речі, ми перевірили альтернативний варіант – онлайн-калькулятори, розміщені на різних інтернет-ресурсах. Отримавши різницю результатів до 30%, робимо висновок: краще порахувати тиск вручну.

Як виконується розрахунок:

1. Оскільки насос створює однаковий тиск на вході до кожної гілки опалення, вибираємо найдовшу лінію та визначаємо її довжину в метрах. Це показник L у формулі. У двотрубній системі враховуються обидві лінії – зворотна й подавальна.
2. Питомий опір R приймаємо рівним 150 Па/м або 0.015 м водного стовпа на 1 м. п. магістралі (для пластикових труб).
3. Якщо затікання води в батареї регулюється термостатичними клапанами, беремо коефіцієнт Z = 2.2. Варіант другий: радіатори обладнані кульовими кранами і балансувальними вентилями, тоді Z = 1.5.

   

4. Розраховуємо потрібний тиск та вибираємо відповідну модель насоса-нагнітача.

Порада. Протяжність трубопроводу тупикової і кільцевої схеми рахується однаково – складаємо довжини подавальної і зворотної лінії. Для однотрубної «ленінградки» беремо загальну довжину кільця. Якщо на момент розрахунку схема відсутня, протяжність визначається за внутрішніми габаритами будинку: розмір I поверху + висота стелі + ширина II поверху.

Прорахуємо тиск в нашому прикладі. Довжина L за габаритами будівлі дорівнює (10 + 3 + 10) х 2 = 52 м, Z = 2.2. Потрібний напір складе 0.015 х 52 х 2.2 = 1.716 ≈ 1.7 м. Додамо запас 1 м на неврахований опір самого котла і додаткового устаткування, отримуємо 2.7 м водного стовпа.

На графіку (він є в паспорті кожного насоса) креслимо лінії продуктивності і напору, потім вибираємо відповідну модель, в нашому випадку це Wilo Star-RS 25/4.

Як бачите, результати розрахунків не суперечать порадам експертів: потужності насоса з тиском 0.4 Бар вистачить, щоб змусити циркулювати воду по системі опалення двоповерхового будинку площею 200 квадратів. Для кращого розуміння пропонуємо подивитися хід розрахунків на відео:

Важливий момент. В сучасних нагнітальних пристроях передбачається 3–7 режимів роботи, а в інструкції намальовано стільки ж графіків. Для розрахунку вибирайте характеристику, що відповідає середній швидкості (друга чи третя).

Петлі теплої підлоги

Зазвичай теплоносій подається у підлогові контури окремим насосом, що працює в парі зі змішувальним клапаном. Максимальна протяжність найдовшої петлі не перевищує 100 метрів, фітинги відсутні. Місцеві опори виникають в термостатичному вентилі колектора і триходовому (чи 2-ходовому) клапані.

Для розрахунку цілком підходить попередній алгоритм:

1. З’ясовуємо кількість контурів, максимальну довжину труби і загальну витрату теплоносія на гребінці за тією ж формулою G = 0.86Q / Δt.
2. Беремо найдовшу петлю і рахуємо її опір, щоб дізнатися тиск насосного агрегату, користуємося наведеною вище формулою. Підставляємо аналогічні значення R, L і Z.
3. Підбираємо насос для контурів підлогового обігріву за графіком, представленим у паспорті виробу.

Приклад. Візьмемо той самий двоповерховий будинок з тепловим навантаженням 22 кВт і витратою води 0.95 м³/год, максимальна довжина петлі – 80 м. Значення R приймаємо 0.015, Z – 2.2, тоді тиск H = 0.015 х 80 х 2.2 = 2.64 м. Опір магістралі не враховуємо, оскільки котел оснащений власним насосом. Значить, остаточний тиск колекторного агрегата має бути 2.64 м (мінімум).

Зауважте: збільшуючи протяжність контурів до 100 м, ви піднімаєте поріг тиску насоса, що призведе до підвищення витрат електроенергії. Перевіряємо: H = 0.015 х 100 х 2.2 = 3.3 м. Малюємо на діаграмі відповідну горизонтальну лінію і вибираємо будь-яку модель, чий графік розміщений вище. Найближчий агрегат – Wilo Star-RS 25/6.

Котловий контур

Як відомо, в схемах обв’язки твердопаливних котлів передбачається встановлення окремого насоса, що ганяє воду малим кільцем через триходовий клапан чи буферну ємність. Ідентичний принцип застосовується в системі первинних/вторинних кілець, де до основного контуру підключені лінії радіаторного опалення, теплої підлоги і бойлера ГВП.

Насос, що качає воду основним кільцем, практично не відчуває опору, бо магістраль коротка, має мінімум фітингів і арматури. Тому напір основного агрегату зазвичай менший, ніж тиск вторинних нагнітачів, які відправляють теплоносій до приладів опалення чи теплої підлоги.

Важливий нюанс. Головне – забезпечити потрібну витрату води в основному контурі, співвідносну з потужністю теплогенератора. Для вибору моделі насоса рухайтеся тим самим шляхом – дізнайтеся необхідний об’єм теплоносія за продуктивністю котла і порахуйте наявний напір. Детальна інструкція представлена ​​на відео:

Вибір за розмірами

Ви напевно помітили, що в асортименті фірм є агрегати з однаковими характеристиками, але різними габаритами і розмірами патрубків. Як вибирати зовнішні параметри насоса:

1. Для монтажу на трубопроводах, байпасах і змішувальних вузлах підлогового обігріву використовуються стандартні нагнітачі довжиною 180 мм. «Коротуни» завдовжки 130 мм ставляться усередині котлів чи на магістралях в сильно обмеженому просторі.
2. Діаметр приєднувальних патрубків підбирається під перетин основного трубопроводу. Збільшення типорозміру допускається, зменшення – категорично не рекомендується. Тобто, на трубу Ду 25 (внутрішній) можна ставити агрегат з штуцерами 32 мм.
3. Насоси з патрубками Ø32 мм застосовуються на первинних кільцях і котлових контурах, а також в модернізованих самопливних системах.

Примітка. Розміри готових байпасів, що продаються в магазинах, підігнані під стандартний насос завдовжки 18 см.

Число швидкостей нагнітача особливої ​​ролі не грає. В домашніх умовах цілком достатньо 3 режимів, оптимальна швидкість – друга. Повітря видаляється з агрегата через бічний гвинт, тому не варто купувати насоси з окремим автоматичним пристроєм для видалення повітря.

Виробники та ціни

Незважаючи на широкий асортимент насосів в магазинах, по-справжньому якісний насос вибрати нелегко. Ринок затоплений китайським товаром і підробками відомих брендів. Насамперед перерахуємо популярних в Україні виробників:

1. Вища цінова категорія – Grundfos (Данія), Wilo (Німеччина). Вартість оригінальних «німців» стартує від 75 євро, «Грюндфос» серії UPS – 65 євро.
2. Середня категорія – DAB, Aquario (Італія), Sprut (якісний Китай). Вартість агрегатів різних моделей коливається в межах 40–100 євро.
3. Інші дешеві насоси (Oasis, Neoclima і так далі до нескінченності). Ціна – від 20 євро за штуку.

Зауваження. Цілком ймовірно, що ми не включили до вищої чи середньої цінової категорії якісні насоси інших відомих фірм. Ми вказали лише найпоширеніші бренди.

Чим відрізняються недорогі та контрафактні насоси від якісних апаратів:

• термін служби – 1…3 опалювальних сезони;
• номер виробу прописаний лише на наклейці, корпус агрегата чистий;
• перекачувальні агрегати з однієї партії часто йдуть з однаковими номерами;
• за вагою підробка помітно відрізняється від оригіналу (вона легша);
• агрегат низької якості починає шуміти і пищати, відпрацювавши 1 сезон у закритій системі опалення, корпус помітно нагрівається.

Іноді підроблені насоси опалення не відрізняються від оригіналів, тільки ціна вдвічі нижча. Секрет криється в алюмінієвій обмотці, що здешевлює собівартість продукту. Як це перевірити: знайдіть на офіційному сайті компанії масу оригінальної моделі і порівняйте з ринковим екземпляром. Скоріш за все, обізнаний продавець відмовить в зважуванні чи визнає невідоме походження товару.

Заключний висновок

Вибираючи циркуляційний насос для опалення будинку, важливо не помилитися з його характеристиками і не гнатися за дешевизною. Недостатній напір призведе до слабкого прогріву віддалених батарей, надмірний – до появи шуму в радіаторах і швидкого зносу агрегата. Остання порада щодо вибору виробника: якщо хочете заощадити, краще відшукайте брендовий оригінал б/в, який прослужить довше за нового дешевого «китайця».