Циркуляционный насос для подачи горячей воды в индивидуальных системах водоснабжения

При индивидуальном водоснабжении частного дома посредством откачки воды из колодца или скважины, она поступает к потребителю с напором, который создают в системе погружные скважинные, колодезные или поверхностные электрические насосы (вибрационная помпа или дренажный насос для загрязнённой воды в этих целях не используются).

Рис.1 Бытовые рециркуляционные насосы для горячей воды

Если в доме организовано горячее водоснабжение, то холодная вода подвергается подогреву в электрическом или газовом котле большого объема. Как правило, водонагревательные котлы располагаются в частных домах на нижних этажах или в подвальных помещениях, поэтому обеспечить естественный напор в системе за счет более высокого уровня подъема над магистралью, как в случае расширительного бака в системах отопления, редко представляется возможным. Также при отсутствии движения горячей жидкости в системе происходит ее постепенное остывание в трубах и при включении приходится долгое время ждать появления горячей струи.

В данной ситуации на помощь приходит циркуляционный насос для горячего водоснабжения, обеспечивающий необходимый напор и движение водного потока.

Особенности электрических циркуляционных насосов для индивидуального горячего водоснабжения

Бытовой насос для горячей воды, в отличие от других видов, имеет следующие отличительные особенности:

Принцип действия. Бытовой насос для рециркуляции горячей воды имеют центробежную конструкцию — жидкость из водопроводной магистрали поступает к центру рабочего колеса и выталкивается его лопастями через боковое отверстие в корпусе.

Рис. 2 Центробежные погружные насосы для горячей воды — устройство

Монтаж. Электрические бытовые насосы для организации горячего водоснабжения имеют малую мощность, и как правило, работают с мокрым ротором, они монтируются непосредственно в водопроводную магистраль. Это приводит к необходимости постоянного нахождения электронасоса в жидкости — при сухом ходе он быстро выходит из строя. Поэтому бытовые модели рекомендуется устанавливать в магистраль горячего водоснабжения в горизонтальном положении, для исключения завоздушивания (это приводит к снижению работоспособности электронасоса) лучшим местом монтажа является обратная линия. Насосы можно устанавливать вертикально в трубы с направлением потока снизу вверх.

Рис. 3 Циркуляционные насосы для горячей воды — схема установки

Напор. Широкое использование насосов центробежного принципа действия во многих случаях связано с их способностью повышать давление в системе за счет использования дополнительных ступеней — рабочих камер с центробежными колесами. В случае центробежного насоса для ГВС используется одно рабочее колесо, обеспечивающее рабочее давление в системе диапазоне 1,5 — 3 бар. — расчет показывает, что этого вполне достаточно при бытовом использовании.

Температура воды. Как правило, электронасосы для систем горячего водоснабжения могут перекачивать жидкость с температурой до 100 градусов.

Материал корпуса. Насосы для ГВС выпускают в корпусах из бронзы, латуни или нержавейки — в отличие от них, корпуса помп для отопительных систем в основном делают из чугуна.

Производительность.  Обычно в системах ГВС используют маломощные виды насосов с низкой производительностью (объемом подачи воды). Это позволяет уменьшить уровень шума и снижает энергопотребление при выполнении тех же функций, что и более мощные модели. Наличие автоматики позволяет снизить объем перекачки до 0,5 м.куб./час. и сделать его достаточным для снабжения горячей водой средней семьи.

Рис. 4 Расчет потерь давления в системе в зависимости от диаметра труб

Электроника. Качественные модели от ведущих мировых производителей имеют встроенную электронику, которая всегда окупается за счет снижения энергопотребления, повышая при этом удобство пользования, ее основные компоненты:

Термостат. Является необходимым элементом конструкции, запускающим насос при остывании воды в магистрали.

Таймер. Эффективны и удобны в работе модели с программируемым таймером, включающим устройство в утреннее и вечернее время при большом потреблении горячей воды.

Переключатель скоростей. В зависимости от модификации электронасосы могут иметь до 3-х скоростей работы электродвигателя — это позволяет при наличии высокой температуры в системе уменьшить подачу, понизив при этом уровень шума и сэкономив электроэнергию.

Виды и конструкция циркуляционных электронасосов для ГВС

Все центробежные циркуляционные насосы для работы с горячими водами в линии водоснабжения делятся на два больших класса — с мокрым или сухим ротором.

Насосы с мокрым ротором

Рис 5. Конструкция насоса с мокрым ротором

Основными элементами конструкции насоса с мокрым ротором являются:

• корпус насоса с двумя резьбовыми установочными отверстиями для монтажа в водопроводные трубы;
• статор двигателя с обмоткой;
• цилиндрический ротор;
• гильза (стакан) из немагнитного материала;
• подшипники на дне гильзы и крышке, предназначенные для удержания ротора;
• центробежное рабочее колесо с водозаборными лопастями.

Особенностью данного вида является работа ротора в среде перекачиваемой жидкости. Для этого он помещается в водонепроницаемый стакан с установленными в нем подшипниками для удержания вала. Вода в этом случае является смазкой, уменьшающей трение, и охлаждающей жидкостью.

Мокрый ротор имеет следующие особенности:

1. Низкий КПД около 40%. Связано это с тем, что стакан увеличивает расстояние от стенок статора до корпуса ротора — это приводит к ослаблению магнитного потока, обеспечивающего вращение.
2. Повышенные требования к чистоте воды. Смазка подшипников водой исключает наличие загрязненной жидкости с песком в системе водопровода, увеличивающего их износ — это требует установки фильтров в водопроводную магистраль для очистки грязной воды.
3. Бесшумность работы. Жидкость отлично поглощает вибрацию при работе двигателя и звуковые колебания, поэтому данные виды в работе более тихие.
4. Обеспечение водной рабочей среды. Устройства с мокрым ротором не переносят сухого хода, поэтому требуют постоянного нахождения в жидкости — это достигается за счет горизонтального размещения и установкой обратных клапанов.

Насосы для ГВС с сухим ротором

Рис 6. Конструкция центробежного электронасоса ГВС с сухим ротором

В устройствах с сухим ротором в откачиваемой жидкости находится только рабочее колесо, поэтому трение в подшипниках уменьшают за счет применения обычной масляной смазки, отделяя камеру двигателя от жидкости с помощью сальника на валу. Корпус электронасоса охлаждается воздухом, устройство имеет следующие особенности:

1. Большие габаритные размеры и массу. Это требует организации эффективного охлаждения двигателя воздухом.
2. Большая мощность. Крупногабаритные устройства обладают более высокой мощностью по сравнению с бытовыми мокрыми моделями, поэтому в основном используются в промышленных и коммунальных системах для перекачки воды.
3. Высокий КПД. Расчет показывает, что этот показатель выше, чем у моделей с мокрым ротором за счет минимальных зазоров между магнитопроводом статора и роторной поверхностью, его среднее значение — 70 — 80 %.
4. Значительный уровень шума. При работе модели с сухим ротором довольно сильно шумят, поэтому практически не используются в индивидуальных домах.
5. Установка. Устройства не критичны к отсутствию воды, они могут располагаться в любом месте водопровода.

Рис. 7 Насос Grundfos для циркуляции горячей воды с программируемым таймером и температурным датчиком

В индивидуальных домах для подачи горячей воды используют виды бытовых центробежных электронасосов с мокрым ротором — они бесшумны в работе, имеют меньшую стоимость и габаритные размеры по сравнению с сухими аналогами. Выбор надежной долговечной модели от ведущих мировых производителей не только повысит удобство в эксплуатации за счет использования программируемых таймеров и термодатчиков, но и позволит сэкономить электроэнергию.

Советуем почитать: Насос высокого давления для воды