Частотные насосы в системе отопления. Чем лучше обычных?

Достоинства частотных насосов

Насосы с частотным регулированием имеют два основных преимущества перед обычными. Главными преимуществами насосов с частотным преобразованием можно считать:

• Они могут работать в режимах, пропорциональных давлению теплоносителя;
• Меньший расход электроэнергии, поскольку частотный работает более рациональней, чем классический.

На самом деле этих преимуществ гораздо больше, но об этом — ниже.

Работа в режиме пропорционально давлению очень важна в системах отопления, где расход теплоносителя регулируется терморегуляционными вентилями, которые установлены на радиаторах. Эти вентили еще называют термостатическими вентилями и с помощью данных устройств можно регулировать подачу теплоносителя в радиатор. Закрывая вентиль проток через радиатор уменьшается, тем самым увеличивая нагрузку на циркуляционный насос, поскольку пропускная способность отопительного контура немного снижается.

О производителе

Оборудование для отопления жилых, общественных и производственных зданий и сооружений под брендом Бакси выпускает компания DR Thermea. Она является лидером в сфере производства и сбыта многих видов оборудования для систем снабжения горячей водой и теплом. Продукция этой компании поставляется более чем в 70 стран мира, среди которых США и Китай, Франция и Германия, Бельгия и Испания.

На рынке России компания работает уже на протяжении 5 лет и успела завоевать лидирующие позиции. Успех продвигаемых брендов объясняется отношением руководства компании к своим клиентам и работникам. Потребителям предлагается оборудование, изготовленное с учетом последних достижений техники и науки. При этом клиент может приобрести не только единицу оборудования, но даже полный комплекс системы отопления и/или горячего водоснабжения.

Компания имеет мощную научно-исследовательскую базу и стремится к максимально качественному производству оборудования с минимальным влиянием на окружающую природу. Поэтому среди ее продукции можно встретить мини-электростанции, работающие на разных видах энергии.

В свете ухудшающегося положения с экологией и всеобщим потеплением климата, вызванного парниковым эффектом (в чем подозревают излишки теплого воздуха, выбрасываемого котельными), компания начала производство солнечных коллекторов и тепловых насосов, а также новейшего оборудования в сфере отопления будущего — когерационных устройств.

В чём разница между частотным насосом и классическим

Обычный циркуляционный насос в условиях повышенной нагрузки продолжает работать в стандартном режиме, тем самым создавая избыточное давление на выходе, что влечет за собой повышенный расход электроэнергии. Частотный насос, в условиях снижения пропускной способности отопительного контура, снижает обороты при помощи частотного преобразователя, тем самым препятствуя созданию избыточного давления на выходе насоса, что существенно экономит электроэнергию.

При использовании обычных циркуляционных насосов в системах отопления, наряду с термостатическими вентилями, возникают посторонние шумы, связанные с перепадом давления в системе отопления. Эти посторонние шумы наиболее отчетливо слышны в ночное время, и оказывают раздражающее действие во время отдыха. Закрытие вентилей создаёт паразитные гидравлические сопротивления, которые увеличивают нагрузку на циркуляционный насос обычного типа, что не лучшим образом сказывается на его долговечности.

Принцип работы частотного насоса

Использование циркуляционного насоса с частотным управлением может решить массу проблем. Он сам определяет для себя режимы работы, поскольку моментально адаптируется под перепады давления в отопительном контуре. Частотный преобразователь внутри управляет оборотами двигателя, и как только сопротивления в системе отопления начинает увеличиваться, с помощью частотного преобразователя, сразу же уменьшаются обороты двигателя. Это позволяет стабилизировать давление на выходе и поддерживать данное давление на заданном уровне. В таких условиях частотный насос работает в щадящем режиме, что положительного сказывается на сроке его службы, и не ведёт к неоправданному расходу электроэнергии.

С помощью частотного насоса достигаются идеальные параметры работы системы отопления, в которой применяются термостатические вентили. Также отсутствие перепадов давления положительно сказывается на сроке службы трубных соединений и фитингов, а также на состоянии самих труб и теплообменника. Также такие насосы имеют некоторые конструкционные особенности, которые отличают данные устройства от обычных циркуляционных насосов. Насосы с частотным преобразованием изготовлены с применением постоянных магнитов, что позволяет существенно снизить потребление электроэнергии.

Частотник можно сравнить с энергосберегающей лампой, которая хоть и дороже обычной, но приносит ощутимую экономию при длительном использовании. Насосы частотного типа также экономят бюджет пользователя, хоть и сам насос стоит немного дороже, чем его классический собрат. При использовании частотного насоса в системах отопления на долговременной основе, экономический эффект — очевиден. Частые перепады давления в отопительном контуре могут со временем вывести обычный циркуляционный насос из строя, а данный элемент системы отопления является одним из самых дорогостоящих. Частотный же насос работает в оптимальных условиях, и имеет вдвое больший срок эксплуатации.

Все, что нужно знать о циркуляционных насосах

Фото: Legion-Media В системах водяного отопления вода (а точнее, жидкость-теплоноситель) двигается по замкнутому контуру. От приспособления, в котором происходит нагрев (например, в теплообменнике газового котла), она поступает туда, где передаёт тепло воздуху в помещении — в радиаторы или, скажем, трубы тёплого пола. Затем теплоноситель возвращается обратно в котёл.

Циркуляционный насос с «мокрым» ротором Grundfos Alpha3, корпус выполнен из чугуна. Фото: Grundfos

Теплоноситель может перемещаться под действием собственной тяжести (то есть сил гравитации). Представьте котёл и радиатор в виде двух сообщающихся сосудов. Столб более холодной и тяжёлой жидкости, находящейся в радиаторе, постепенно вытесняет горячую и лёгкую жидкость из нагревателя котла. Такой способ перемещения теплоносителя называется гравитационным. Его главным преимуществом является простота.

Фото: Aleksey Stemmer/Fotolia.com

Но на практике прибегнуть к гравитационному способу удаётся далеко не всегда. Он не годится для трубопроводов большой протяжённости (свыше 30 м), к тому же ограничивает их геометрию (требуются трубы большого диаметра, уложенные со строго определённым уклоном). Поэтому сегодня чаще применяется система с принудительной циркуляцией теплоносителя посредством циркуляционного насоса.

Циркуляционный насос «Беламос» BRS 32/4G (расход до 2,8 м3/ч). Фото: Борис Безель/Burda Media

ПРИ МОНТАЖЕ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА ВАЛ ДВИГАТЕЛЯ ДОЛЖЕН РАСПОЛАГАТЬСЯ СТРОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО; В ПРОТИВНОМ СЛУЧАЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ БУДЕТ СНИЖЕНА, ПРИ ЭТОМ НАСОС МОЖЕТ ПЕРЕГРЕВАТЬСЯ

Такие насосы по конструкции немного отличаются от дренажных или скважинных моделей. От оборудования, как правило, не требуется большого напора или высокой производительности. Зато насосы должны быть чрезвычайно надёжными и долговечными, ведь цикл их работы длится не часы или сутки, а несколько месяцев — то есть столько, сколько продолжается отопительный сезон. Кроме того, циркуляционные насосы должны хорошо переносить постоянный нагрев (температура теплоносителя может достигать 80 °С и выше), а также контакт с химически агрессивными соединениями, входящими в состав теплоносителя.

Дополнительные требования к оборудованию — экономичность (даже небольшой электродвигатель за полгода непрерывной работы способен сжечь много электроэнергии) и минимальный уровень шума при работе. Так что любой циркуляционный насос, несмотря на кажущуюся простоту конструкции, представляет собой довольно сложный и высокотехнологичный агрегат.

Среди представленных на рынке циркуляционных насосов наибольшей популярностью пользуются изделия торговых марок Grundfos, DAB, Wilo, UNIPUMP, им составляет конкуренцию более дешёвая продукция отечественных , «Джи- лекс», «Калибр», а также техника китайского производства.

СЕМЬ РАЗ ОТМЕРЬ

При выборе циркуляционных насосов ориентируются на параметры, применяемые для всех устройств, которые перекачивают жидкости, — требуемые напор и подачу (расход). Подача — это количество жидкости, перекачиваемое за единицу времени. Напором называют приращение давления жидкости, создаваемое за счёт работы насоса. Подачу и напор вычисляют в ходе гидравлического расчёта системы отопления.

Бытовые циркуляционные насосы не отличаются высокой производительностью — расход составляет в среднем 2–4 м3/ч, напор — от 4 до 8 м. Что касается геометрических размеров, то они унифицированы. Насосы различаются по диаметру присоединяемых труб (бытовые от 0,5 до 1,5 дюймов) и монтажной длине (расстоянию между торцами патрубков для подсоединяемых труб).

Стандартная монтажная длина у большинства моделей равна 180 мм, но выпускаются и «укороченные» варианты, например 130 или 160 мм. Эта характеристика обычно (но не всегда) указывается в артикуле модели. Впрочем, с переходом на металлопластиковые и полимерные трубы она в значительной мере утрачивает актуальность. Все циркуляционные насосы делятся на два типа: с Šмокрым‹ и Šсухим‹ ротором. В быту в основном используется оборудование первого типа. В таких приборах электродвигатель смазывается и охлаждается с помощью перемещаемой жидкости.

Эта конструкция отличается компактностью и простотой, но её КПД (примерно 50 %) ниже, чем у насосов консольного типа с Šсухим‹ ротором (80 %). Практически все модели циркуляционных насосов способны перекачивать очень горячую (до 110 °С) жидкость. А вот с холодной водой могут быть проблемы. Ведь большинство моделей рассчитано на температуру жидкости не ниже 10 °С. Поэтому, если зимой вы планируете отключать отопление и затем запускать его, выбирайте модели, способные перекачивать «незамерзайку» с температурой от –25 °С (например, Grundfos UPS 32-60 180) или хотя бы от –10 °С (скажем, Wilo Star-RS 30/6 либо аналогичную).

Как сэкономить 20 % топлива? Балансировка радиаторов двухтрубной системы отопления означает оптимальное распределение в них потоков теплоносителя. Если её не производить, то насос будет работать с повышенным износом и расходом энергии, в прилегающих к котельной помещениях будет жарко, а в остальных комнатах — холодно. Грамотно налаженная система позволяет экономить до 20% стоимости топлива и электроэнергии. Обычная настройка оборудования при балансировании систем отопления вызывала сложности даже у профессионалов, но теперь эта работа под силу каждому специалисту по монтажу оборудования и домовладельцу. Достаточно установить новый насос Alpha3 с модулем связи Alpha Reader, скачать на смартфон или планшет приложение Grundfos GO Balance и следовать простой пошаговой инструкции. Таким образом, балансировка системы отопления в доме площадью около 200 м² занимает всего около часа.

Екатерина Семёнова, инженер департамента оборудования для частных домов

GRUNDFOS

ЭКОНОМИЧНОСТЬ ПРЕВЫШЕ ВСЕГО

Основным преимуществом современных моделей циркуляционных насосов является экономичность. Это свойство особенно заметно при использовании интеллектуальных систем отопления, в которых требуется корректировать рабочие характеристики насоса в зависимости от нагрузки системы, погоды на улице, времени суток и ряда других изменяющихся факторов. Большинство циркуляционных насосов поддерживают несколько рабочих скоростей вращения ротора (обычно три). Электронные системы управления помогают уменьшать или увеличивать скорость в зависимости от потребностей отопления.

Так, циркуляционный насос Wilo-Stratos PICO-SmartHome оснащён функцией регулирования Dynamic Adapt (динамическая подстройка рабочей точки в зоне частичной загрузки насоса), благодаря которой снижается потребление электроэнергии и повышается энергоэффективность системы. Удобное управление с помощью домашнего компьютера, планшета или смартфона позволяет в режиме реального времени контролировать потребление энергии, а в случае неисправности система информирует владельца оборудования.

Интеллектуальные системы управления используются также в моделях Grundfos. В серии Comfort имеется функция Autoadapt, с помощью которой насос в течение 2 недель отслеживает потребности домовладения в расходе воды и адаптируется к ним. По сравнению с обычными насосами, работающими на одной скорости, такое оборудование способно сократить расходы на 96 %. Более того, экономия тепловой энергии может составлять до 48 %.

На сегодняшний день передовыми считаются циркуляционные насосы Grundfos серии Alpha3. В них предусмотрены три фиксированные частоты вращения, три режима поддержания постоянного перепада давления, три режима пропорционального регулирования перепада давления, а также функции автоматического перехода в ночной режим работы и летнего ре- жима. Кроме того, насосы Alpha3 позволяют провести профессиональную гидравлическую балансировку двухтрубной системы отопления.

НЕ ЗАБЫВАЙТЕ ПРО ШУМ

Если циркуляционный насос предполагается установить в жилом доме, например вблизи от спален, то при подборе оборудования обязательно обратите внимание на уровень шума, создаваемый им при работе. Ведь в ночной тишине даже слабые звуки могут быть раздражающе неприятными, что, кстати, хорошо известно производителям. Именно поэтому большинство моделей циркуляционных насосов для бытового использования отличаются низким уровнем шума, примерно 45 дБ.

Тем не менее шум при работе некоторых приборов достигает порядка 65 дБ. При установке таких насосов вам, возможно, придётся предусмотреть эффективную шумозащиту.

Фото: segenvitaly/Fotolia.com

ВАЖНО ВЫБРАТЬ ПРАВИЛЬНЫЙ РЕЖИМ

Современные циркуляционные насосы с электронной регулировкой частоты вращения способны поддерживать несколько разных режимов работы. Так, пользователи насосов Grundfos серии Alpha2 L имеют возможность выбрать один из трёх вариантов:

Режим пропорционального давления

Напор насоса уменьшается при снижении расхода теплоносителя, благодаря чему минимизируется гидравлический шум в трубопроводах. Этот вариант оптимален при размещении оборудования вблизи жилых комнат

Режим постоянного давления

Насос обеспечивает постоянное давление независимо от расхода теплоносителя. Такой режим рекомендуется использовать в системах «тёплый пол» и в двухтрубных системах с редко меняющимся расходом теплоносителя

Режим с постоянной частотой вращения

Такой режим обеспечивает высокую экономичность насоса.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСОВ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТАНОВКЕ НАСОСА

ДО ИЛИ ПОСЛЕ КОТЛА?

Циркуляционный насос следует устанавливать на обратной магистрали. В этом случае насос будет постоянно контактировать с менее горячей жидкостью, что благоприятно сказывается на долго вечности оборудования. Кроме того, если насос подаёт воду в котёл, а не откачивает её, то снижается вероятность образования вакуума и перегрева котла.

НУЖНО ЛИ УСТРАИВАТЬ БАЙПАС ДЛЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ?

Желательно сделать обвод (байпас), так как он позволяет теплоносителю циркулировать даже при отключении насоса из-за неисправности или отсутствия электроэнергии в сети. Разумеется, движение самотоком будет недостаточно эффективным, но в случае какого-либо ЧП такой вариант всё же лучше, чем простой в работе.

НУЖНА ЛИ ЗАЩИТА ОТ ГРЯЗИ?

Циркуляционный насос плохо переносит попадание мелких твёрдых частиц, поэтому на входе в него устанавливается сетчатый фильтр.

Монтаж насоса упрощается благодаря стандартному расстоянию между торцами входного и выходного патрубков. Фото: Grundfos

Модуль связи Alpha Reader используется для балансировки гидравлической системы. Он устанавливается на корпусе устройства без дополнительного подключения, данные передаются по Wi-Fi. Фото: Grundfos

Модель Biral M 15-1 (расход до 8 м3/ч). Фото: Борис Безель/Burda Media

Дополнительные возможности частотного насоса

Насосы с частотным преобразованием имеют специальный дисплей, на котором отображается информация об объёме перекачиваемого теплоносителя — в час. Также насосы данного типа имеют органы управления в виде кнопок, с помощью которых можно задавать вручную режимы работы насоса. Частотный насос, с помощью кнопок управления, можно настроить на обычный режим, что позволит использовать это устройство, как обычный нерегулируемый насос. Это делается по желанию пользователя, а также при необходимости установки частотного насоса в системах отопления, где не используется термостатические вентили. Режимы работы частотного насоса также отображаются на светодиодном дисплее.

Насос для дома

Для дома оптимальным вариантом, будет установка прибора прямоточного вида. Он соединён с трубопроводом и является его частью. Сама труба устанавливается непосредственно на фундамент. Если по каким либо причинам нет возможности установки трубы на фундамент, то насос следует монтировать на жёстком основании.

Повторюсь, насосы с сухим ротором используются в основном на производстве. Питание у них трехфазное, объем воды должен быть большой.

Для системы отопления коттеджа или загородного дома, оптимальным вариантом будет установка насоса систем отопления с мокрым ротором.

Энергопотребление и нагрев

В условиях максимальной нагрузки циркуляционный насос частотного типа расходует не более 20 Вт электроэнергии. И всё это благодаря тому, что в данном насосе используются постоянные магниты. При минимальном снижении оборотов частотный насос расходует всего 12-13 Вт, в то время как обычный циркуляционный насос постоянно расходует около 50 Вт — в среднем.

В условиях снижения пропускной способности отопительного контура, в силу закрытия термостатических вентилей, обычный насос продолжает работать на штатных оборотах, пытаясь преодолеть сопротивление. На выходе насоса растет давление, и вместе с тем повышается нагрев самого насоса, что также негативно сказывается на сроке его эксплуатации. Циркуляционный насос с частотным регулированием не имеет таких недостатков, поскольку он подстраивается под сопротивление отопительной системы, и его двигатель работает в комфортных условиях без излишнего нагрева. Частотный насос рассчитан для работы десятилетиями.

Виды котлов

Компания DR Thermea под брендом Бакси производит большое количество разнообразного газового оборудования, включая напольные и настенные агрегаты, имеющие один или два контура.

Одноконтурные котлы способны только обогреть помещение. А вот двухконтурные, кроме функции обогрева, подогревают еще и воду для бытовых нужд.

Обратите внимание! Напольные устройства обычно имеют теплообменник из стали или чугуна. Поэтому габариты и вес таких агрегатов весьма значительны. Но и обогревать такие устройства могут площади, намного больше 200 кв. м, что отличает их от настенных котлов.

Положительное воздействие на элементы отопительной системы

Также нивелирование частотным насосом перепадов давления в отопительном контуре благотворно сказывается на сроке службы расширительного бачка. Перепады давления заставляют резиновую мембрану, которая используется в расширительных бачках, сжиматься и растягиваться, что со временем приводит к выходу расширительного бачка из строя.

Отсутствие перепадов давления, которое гарантировано при использовании насоса с преобразователем, позволяет работать расширительному бачку практически в одном режиме, который не влечет за собой растягивание или сжимание резиновой мембраны. Всего лишь нужно чётко следить за давлением воздуха в расширительном бачке, и периодически подкачивать его. Это должен делать специалист, который обслуживает вашу систему отопления.

При использовании циркуляционного насоса с регулированием, гораздо дольше служат радиаторы. Это также связано напрямую с отсутствием перепадов давления в отопительном контуре, которые способствуют деформации радиаторов, что со временем приводит к появлению микротрещин, а затем и свищей.

Насосы систем отопления с сухим ротором

Конструкция рассматриваемого агрегата устроена так, что перекачиваемая вода не имеет прямого контакта с двигателем. Именно поэтому считается, что он более безопасен. В конструкции насосной части имеются два кольца, которые совершают между собой вращательные движения. Насосная часть, в свою очередь отделяется от двигателя установленным уплотнением. При помощи перекачиваемой жидкости происходит смазывание механизмов насоса, тем самым предотвращая его износ. Кольца между собой плотно скреплены пружиной. Это позволяет регулировать прижимное усилие, если произошло истирание. Всё это способствует увеличению срока службы насоса, а также делает его более надёжным.

Чаще всего такой вид насоса, с сухим ротором, используют на промышленных предприятия, с большой объём воды.