Побутові циркуляційні насоси з механічним управлінням. Огляд ринку

Системи водяного опалення, оснащені циркуляційними насосами, називають «насосними» або «з примусовою циркуляцією теплоносія». Свою назву циркуляційний насос отримав завдяки тією функції. У замкнутих системах опалення з рідкі теплоносієм насос не піднімає воду, а лише переміщує її, створюючи циркуляцію. До завдань циркуляційного насоса не входить підйом теплоносія до опалювальних приладів, а також участь в процесах запалення та відшкодування втрати води в системі.

Щодо місця розміщення насоса в системі існують різні думки. Найпоширеніші з них: установка насоса на зворотній лінії для підвищення терміну його служби за рахунок перекачування теплоносія з більш низькою температурою; установка насоса на лінії подачі щоб уникнути попадання повітряних пробок в насос; установка насоса після розширювального бака (нейтральна точка) для більш оптимального розподілу тиску в системі.

В індивідуальних опалювальних системах використовуються циркуляційні насоси типу inline ( «інлайн»), тобто вбудовуються в трубопровід. Основна конструктивна різновид таких насосів - з мокрим ротором. Ротор розміщується в «стакані» з нержавіючої сталі, а обмотки статора - навколо нього. Охолодження двигуна, таким чином, відбувається самої рідиною, що перекачується.

Перевагою є невисокий рівень шуму, при правильному підборі обладнання такий насос працює практично беззвучно. Зрозуміло, надлишкова або недостатня потужність приладу призведе до його роботі в неоптимальном діапазоні характеристик, що негативним чином позначиться на коректному підтримці температурного балансу в приміщеннях, температурі пристрою, вироблених мотором шуми і терміні служби виробу.

Недоліком насосів з мокрим ротором є їх обмежена продуктивність в зв'язку з неможливістю отримувати достатнє охолодження при перекачуванні великих обсягів теплоносія. Тому даний тип приладів для штучного спонукання води застосовується переважно в індивідуальних системах, де необхідний натиск не перевищує 20 м.

Існують також насоси з сухим ротором, де мотор охолоджується навколишнім повітрям. Вони можуть мати набагато більшу продуктивність у порівнянні з насосами з «мокрим ротором» за рахунок можливість додаткової установки охолоджувальної системи (вентилятора) будь-якої потужності. Прилади з вентиляторами застосовують переважно в опалювальних системах багатоквартирного і районного масштабу, але деякі виробники (наприклад, Unitherm і Xylem) виготовляють такі насоси і для побутових систем. Мотор в них охолоджується через проріз на корпусі. тому рівень шуму не перевищує такого в мокророторних аналогах.

Мастило підшипників циркуляційного насоса з мокрим ротором також здійснюється теплоносієм системи опалення. Для цього повинна бути забезпечена безперервна циркуляція води через гільзу насоса. Звідси випливає обов'язкова вимога до монтажу насосів з мокрим ротором - їх вал завжди повинен знаходитися в горизонтальному положенні.

Насоси з механічним управлінням є найбільш старими і найбільш простими за конструкцією пристроями. Управління напором і витратою в них проводиться за допомогою обмеження частоти обертання робочого колеса. Такі пристрої забезпечені механічним двох трьохпозиційним перемикачем, рідше до чотирьох-семи швидкостей (наприклад, KSB Riovar, Riovar Z; Unitherm UPM ... EK vario, Xylem Ecocirc).

З огляду на те, що даний режим експлуатації далекий від оптимального, оскільки має на увазі значну похибку при експлуатації в умовах постійного змінюються температурних умов в приміщеннях, що обігріваються, сфера застосування таких насосів обмежена системами з незмінним або слабо мінливим витратою (наприклад, для нагріву бойлера непрямого нагріву). Однак, з огляду на фінансової доступності циркуляційні насоси цієї категорії користуються незмінною популярністю при обладнанні індивідуальних опалювальних систем, в тому числі для коригування прорахунків при самостійному або непрофесійному проектуванні і монтажі.

Оскільки повне узгодження напірно-витратних характеристик насоса з механічним управлінням з потребами опалювальної системи неможливо, прилади цього типу не відносяться до енергозберігаючих. Однак самі по собі вони можуть бути в більшій чи меншій мірі економічними зважаючи успіхів виробника в області скорочення потужності пристрою зі збереженням колишніх показників продуктивності.

Енергоспоживання окремих екземплярів було скорочено в достатній мірі для отримання ними європейського класу енергоефективності «B» (Grundfos UPS 100, 100 A; Halm HUPA; Unitherm UPC, UPC ... B, UPC ... BD, UPC ... eco, UPM ... EK vario; Xylem Ecocirc і деякі інші) і навіть «A». Багато європейських виробників зуміли домогтися значних успіхів у економічності навіть для механічних моделей не в останню чергу завдяки різним загальноєвропейським розробленим на їх підставі національним директивам енергоефективності, яке вказує виробництво обладнання з мінімальними регламентованими характеристиками енергоспоживання.

Буває, що виробник заявляє дві подібні за конструкцією серії (Halm HUPA і HLPA), одна з яких отримує категорію енергоефективності «B», але має гірші параметри по продуктивності, а решту дозволяє прокачувати набагато більші обсяги, але сертифікується за рахунок цього лише за класом «D». Поділ може відбуватися і в рамках однієї серії з залежності від максимального напору (Unitherm усі нарізні серії, Xylem).

Західними виробниками недавно був розроблений метод підвищення ефективності насоса - «електронна комутація». Вона може використовуватися в будь-яких моделях, в тому числі і в механічних. Вона заснована на микропроцессорном управлінні і дозволяє економити до 10-15% електроенергії. Конструктивно технологія втілюється в такий спосіб: ротор являє собою постійний магніт, статор складається з декількох електромагнітів. Положення ротора постійно вимірюється за допомогою, наприклад, індукованого зворотного електричної напруги, отриманого струму або датчика Холла. Електромагніти в статорі коммутируются електронікою шляхом замикання і розмикання відповідної перемички, що представляє собою польовий або біполярний транзистор. Створюється змінне електромагнітне поле, що обертається, ротор. Управління здійснюється за допомогою мікропроцесора.

Корпус насоса для систем опалення виготовляється звичайно з чавуну. У рідкісних випадках використовуються інші матеріали, наприклад, нержавіюча сталь (Grundfos 100, 100 A). Для захисту від корозії використовують різні покриття. Перший, більш дешевий варіант - лакове покриття. Його наносять тільки зовні, внутрішня частина залишається неокрашенной. Колір може бути будь-хто. Наносять його методом напилення.

Другий, більш дорогий варіант - катафорезного покриття. Воно наноситься методом катодного електроосадження, тобто занурення деталі в ванну з фарбою, при цьому на деталь подається негативний заряд (катод), а застосовуваний лакофарбовий матеріал має кисле середовище pH = 5,5-5,9 (тобто в ньому є багато позитивно заряджених іонів). В результаті фарба рівномірно притягується до всієї поверхні деталі.

Переваги катафорезного покриття: рівномірність покриття шорсткого рельєфу; гладкість покриття, що знижує гідравлічний опір; стійкість покриття завдяки взаємодії деталі і фарби на фізичному і на хімічному рівнях.

Побутові циркуляційні насоси виготовляють з нарізним (до DN 50) і фланцевим (до DN 100) приєднанням, напором до 20 м, протокою до 12,5 м3 / ч в різьбових моделях і до 140 м3 / год у фланцевих. Ряд виробників пропонує також здвоєні моделі ( Biral MD, LXD, LD, HXD; DAB VD, D; Grundfos UPSD 100, 100 F, 200 F; KSB Rio Z, Riovar Z; Unitherm UPC ... BD, FD, FD1p; Wilo Star RSD, Top SD; Wirbel HUPD 3000), що дозволяють збільшувати обсяг прокачується теплоносія до 80%.

Основною характеристикою насоса є напірно-видатковий графік, де по вертикалі відкладений натиск в метрах, по горизонталі - протока в кубометрах або літрах на годину. У відкритих системах напір означає максимальну висоту підйому теплоносія, в закритих висота ролі не грає, а натиск складається з суми гідравлічних опорів трубопроводів і приладів, які теплоносій повинен подолати на своєму шляху.

Графік механічного насоса являє собою кілька кривих ліній за кількістю швидкостей. Підбір циркуляційного насоса починається з визначення робочої точки системи. Це координата [максимальний можливий проток; максимальний напір], яку відзначають на графіку, і шукають більш-менш підходящий насос.

На рис. 1 наведено алгоритм підбору механічного насоса. Характерні особливості такого насоса виражаються за допомогою кривих, які демонструють взаємозалежність напору H і протоки Q. Насос з трьома швидкостями має, відповідно, три криві Q-H. Графік гідравлічного опору системи позначений кривої 0-R. В якості розрахункової точки R вибирається точка на кривій гідравлічного опору системи з максимальною величиною протоки QR. Фактична робоча точка D являє собою найбільш близьку до точки R точку перетину кривих гідравлічного опору системи і кривої Q-H відповідної швидкості насоса.

Необхідно пам'ятати, що ККД насоса максимальний в середній третині опалювальної кривої, отже, робоча точка повинна розташовуватися в середині графіка кривої насоса, а не біля її країв.