Как устроен циркуляционный насос

Если квадратура помещения для отопления очень большая и расположена не в один этаж, то использование естественной циркуляции в качестве отопления нецелесообразно. Для эффективности отопительной системы можно заменить трубы более широкими или циркуляционным насосом.

Схема подключения КИВ-1А с поверхностным центробежным насосом.

Циркуляционные насосы

Насосы, работающие в замкнутой кольцевой отопительной системе, перемещая воду и создавая ее циркуляцию, именуются циркуляционными. В их задачу не входит наполнение и восполнение потерь теплоносителя, поднятие уровня жидкости. Наполнение водой осуществляется за счет давления в наружных трубопроводах либо насоса.

Как известно, циркуляционный насос был изобретен в начале ХХ века. Со временем его устройство становилось все технологичнее. Его принцип действия основан на приведении непрерывно циркулирующей жидкости в движение без изменения уровня давления. Его главной задачей является обеспечение постоянной циркуляции теплоносителя и поддержание стабильной температуры жидкости в отопительной системе. Поскольку это устройство работает постоянно, оно должно обладать такими качествами, как небольшое энергопотребление, надежность, бесшумность, простота устройства.

Такой агрегат имеет широкое применение: в радиаторах, геотермальных системах отопления, теплых полах, горячем водооснащении домов.

Хорошо справляясь со своим предназначением, он не занимает большой площади и не доставляют шума.

В отличие от принудительной циркуляции, насос не нуждается в трубопроводах с большим диаметром и обладает такими преимуществами, как:

• быстрое нагревание комнаты;
• установка котла в любом удобном месте;
• минимальное количество потерь и воздушных пробок;
• установка автоматического управления температурным режимом (посредством термореле);
• авторегулировка, в свою очередь, корректирует необходимую частоту роторного вращения, что в два раза уменьшает затраты электроэнергии и финансы;
• постоянная подача жидкости продлевает срок эксплуатации прибора отопления.

Типы циркуляционных насосов

Различают два вида устройств циркуляционного насоса:

Схема системы отопления на основе теплового насоса.

• мокрый вид ротора, состоящий из чугунного, бронзового, алюминиевого или нержавеющего корпуса, в котором расположен двигатель из стали или керамики. На валу ротора зафиксирована крыльчатка из технополимера, представляющая собой колесо с лопастями. Лопасти крыльчатки приводят в движение установленную на валу ротора воду, которая оказывает также смазывающее действие между рабочими элементами и выполняет охлаждающую двигатель функцию. В устройстве мокрого насоса отсутствует вентилятор, это обеспечивает бесшумность. Агрегат необходимо ставить горизонтально с целью постоянной циркуляции воды, в противном случае насос перегреется и придет в негодность. Такое устройство не требуют технического обслуживания, к тому же отремонтировать или заменить некоторые элементы ротора не составит труда. Главный недостаток мокрого насоса в его коэффициенте полезного действия, который составляет всего 45%. Подобные устройства целесообразно использовать в некрупных системах отопления, кондиционировании, вентиляции, горячем водооснащении, небольших домах;
• сухой тип насоса имеет отличие в несоприкосновении двигателя с жидкостью, поэтому он менее долговечен в сравнении с мокрым. В случае холостого использования сухого агрегата возникновение перегрева и крупного ремонта маловероятно, но есть возможность нарушения герметичности вследствие стирания уплотнения. Для ремонта в этом случае потребуется замена уплотняющих колец. При этом КПД сухого ротора достигает 70%, что обуславливает их применение в крупных системах отопления. Недостаток сухого насоса заключается в возможности попадания воздуха в трубы, что приводит к шуму.

В зависимости от вида соединения с двигателем сухие насосы подразделяются на:

Схема установки циркуляционного насоса.

• консольные, корпусы и двигатель которых разъединены и зафиксированы каждый на своем месте. При этом муфта сочетает рабочий и приводной вал насоса. Обслуживание такого вида сухого насоса затратно, их установка целесообразна на фундаменте;
• моноблочные, срок эксплуатации которых до трех лет. Здесь двигатель и корпус расположены отдельно, но собраны в моноблок, и установка колеса осуществляется на валу ротора;
• inline-насосы – срок службы до 5 лет. Усовершенствованные насосы более герметичны. Также имеют уплотнение с торцевой стороны, состоящее из пары отполированных колец. Уплотнение изготавливают из керамики, нержавеющей стали, графита, алюминия и др. Во время работы эти кольца совершают обороты сравнительно друг от друга.

В том случае, когда необходимо усиленное действие агрегата и немалое количество тепла, циркуляционный насос изготавливают в сдвоенной форме. При максимальной нагрузке работают сразу два насоса.

Когда требуется небольшое количество вырабатываемого тепла, то действует один, а второй остается в запасе. Это существенно экономит затраты электроэнергии.

Устройство циркуляционного насоса

Центробежное устройство является главнейшим элементом всей отопительной системы принудительной циркуляции теплоносителя. Благодаря агрегату котел можно ставить в любое по высоте место и использовать неширокие трубы.

Основные составляющие элементы циркуляционного устройства:

Схема теплого пола с готовым модулем.

• корпус из различных материалов;
• ротор;
• роторный вал;
• крыльчатка, или лопастное колесо;
• электродвигатель;
• вращающий ротор.

Рабочее колесо состоит из двух параллельных дисков, которые соединены друг с другом радиально выгнутыми лопастями. Один из них имеет отверстие для течения теплоносителя, другой – для фиксации крыльчатки на валу двигателя. С целью образования кинетической поточной энергии в давление для устремления жидкости в необходимом направлении имеется отверстие в виде спирали. Оно находится на корпусе циркуляционного насоса во внешней части рабочего колеса и напоминает форму конфузора. Циркулирующий теплоноситель играет роль смазки и охлаждения роторного вала, где зафиксировано рабочее колесо. Статор электродвигателя расположен под напряжением, ввиду этого он разделен от ротора стаканом, оборудованным нержавейкой или углеродным материалом, стенка которого составляет до 0,3 миллиметров толщиной. Ротор агрегата зафиксирован на керамических либо графитных подшипниках скольжения.

Циркуляционные насосы созданы для использования в насосных отопительных системах при рециркуляции теплоносителя, расход которого постоянен или мало изменяем. Этот вид насоса работает в системах отопления, промышленных установках с одной и двумя трубами.

Принцип действия циркуляционных насосов

Схема подключения насоса теплого пола.

Принцип работы центробежного агрегата схож с дренажным. Такое устройство, поставленное в систему отопления, приводит теплоноситель в движение путем захватывания ее с одной стороны и нагнетания в трубопровод с другой благодаря центробежной силе. Последняя образуется во время вращения лопастного колеса, когда водный патрубок создает разрежение, выводной – компрессию. Во время ритмичной работы насоса давление в расширительном бачке не колеблется, поэтому с целью повышения уровня теплоносителя в системе отопления устанавливают повысительный насос. Циркуляционный насос служит для содействия жидкости в преодолении силы сопротивления.

Принцип его работы основан на выбросе теплоносителя из корпуса под воздействием центробежной силы в напорный трубопровод. Это достигается вращением рабочего колеса, в процессе которого образуется вакуум во всасывающем патрубке. Вакуум обеспечивает непрерывную циркуляцию и поступление во всасывающий трубопровод. Отличительным признаком циркуляционного насоса считают возможность действия при заполнении водой. Для этих целей на конце трубопровода сооружают приемник с обратным клапаном с целью длительного удержания жидкости в колесе. Ротор насоса способен развить скорость жидкости до 8 метров в секунду в промышленной области и до 2 метров в секунду – в бытовых условиях. Малая скорость воды в насосе в бытовом использовании обусловлена возможностью появления вибрации и шума в отопительных трубах. Центробежное устройство приводится в действие и далее работает от электроэнергии, что является экономичным вариантом, поскольку максимальная мощность ротора для промышленного назначения составляет не больше 0,3 кВт, бытового – до 85 Вт.

Устройство и принцип работы современных насосов

На сегодняшний день изготавливают усовершенствованные «мокрые» централизованные насосы, где отсутствует вал и ротор совмещен с крыльчаткой. Они обладают модульной схемой, состоящей из корпуса, электродвигателя, коробки с клеммниками, рабочего колеса, блочного картуша. Последний оборудован ротором, валом, способствующими ликвидации воздуха, образованного в корпусе. Такая модульная конструкция позволяет легко отремонтировать поврежденный элемент. Новейшие насосы укомплектованы однофазными, трехфазными электродвигателями, присоединенными к водопроводам резьбовым или фланцевым элементом. Для предотвращения истирания подшипников и других частей насоса целесообразно только горизонтальное местоположение вала. В противном случае насос выйдет из строя.

Принцип работы такого устройства заключается в образовании в статоре магнитного поля, охватывающего постоянный магнит в соединении ротора с крыльчаткой. Ввиду этого побуждается вращение ротора-крыльчатки с циркуляцией жидкости. Благодаря соединению двух элементов (ротора с крыльчаткой) улучшается работа насоса, упрощается его устройство, поскольку отсутствует вал, нет подшипников скольжения, сальников. Ротор-крыльчатка мягко соединен с корпусом насоса и совершает обороты на керамическом подшипнике в форме полусферы. Подобное плавающее устройство дает возможность предохранять от поломки при попадании мусора.

Насосы устанавливаются на любом из водопроводов: подающем или обратном. Для предотвращения нарушения сбоя циркуляции воды применяют несколько вариантов:

1. Путем возвышения расширительного бака на м от наивысшего элемента системы.
2. Посредством размещения расширительного бака на наивысшую часть водопровода.
3. Путем перенесения трубопровода и бака в обратнонесущую теплоноситель трубу рядом с насосом.
4. Методом подсоединения центробежного насоса в подающий водопровод после расширительного бака.

Циркуляция может избежать формирования воздушного пространства, если установить автомат-отводчик.

Циркуляционные насосы, отличаясь эффективностью, производительностью, качеством, позволят получить бесперебойный источник неплохого качества воды.