Сердце загородного дома: выбираем циркуляционные насосы для системы отопления

Как правильно подобрать циркуляционные насосы для системы отопления? Кому-то этот вопрос покажется частным, однако именно от его правильного решения зависят долговечность оборудования и работа системы в целом. В конечном итоге это определяет уровень комфорта в доме, а также его пригодность для круглогодичного проживания. Мелочей здесь нет: важны как номинальные характеристики насосов, так и их дополнительные функции. Например, возможность работать в автоматическом режиме, наличие летнего режима или защиты от «сухого» хода. Рассмотрим это на примере реального дома в Нижегородской области, построенного в 2020 году.

Немного теории: от чего зависит выбор

Работа системы отопления основана на непрерывной циркуляции теплоносителя, за которую и отвечает насос. Его подбор зависит от гидравлических параметров системы и в простейшем случае сводится к определению расхода и напора, которые насос должен обеспечить в рассчитанной рабочей точке.

Расход Q (м³/час) — это объём теплоносителя, протекающего в единицу времени через систему отопления. Напор (м) — её гидравлическое сопротивление, которое складывается из сопротивления труб и других элементов. Важно подчеркнуть, что при подборе насоса не нужно учитывать высоту подъёма жидкости. Система замкнута, и давление, требуемое для поднятия жидкости, всегда компенсируется давлением на участке, где жидкость, наоборот, течёт вниз.

Гидравлические параметры насоса описывает его расходно-напорная характеристика. Она показывает зависимость между расходом, который насос может обеспечить, и напором, который он должен при этом создать. Система отопления, в свою очередь, тоже имеет эту характеристику, показывающую зависимость её гидравлического сопротивления (напор) от расхода теплоносителя через эту конкретную систему. Точку пересечения характеристик насоса и системы называют рабочей точкой. Насос нужно подобрать так, чтобы рабочая точка находилась в средней части его расходно-напорной характеристики. В противном случае система будет функционировать не так, как нужно.

Характеристика насоса (синим), системы (красным) и рабочая точка

Любое изменение в системе отопления сказывается на её расходно-напорной характеристике, а значит, и на положении рабочей точки. Самый распространённый пример — это эффект, производимый термостатической головкой, которая устанавливается для регулирования интенсивности теплоотдачи радиатора в зависимости от погодных условий. Если температура в комнате сильно повышается, термостат зажимает контур, тем самым искусственно увеличивая гидравлическое сопротивление системы. Это значит, что рабочая точка будет смещаться влево по кривой насоса. Чтобы это не сказалось негативно на качестве работы и долговечности оборудования, насос должен уметь подстраиваться под изменяющиеся параметры системы, в идеале — автоматически.

Кроме того, выше был рассмотрен простейший случай с одним насосом, а на практике их может быть несколько. Например, радиаторы и водяные тёплые полы работают в разных температурных режимах, поэтому для каждого из этих типов отопительных приборов приходится строить отдельный контур системы отопления, которому чаще всего необходим собственный циркуляционный насос. Нужен он в этом случае и котловому контуру, и контуру горячего водоснабжения. Все они должны работать согласованно и не мешать друг другу.

От теории к практике

Дом, о котором пойдёт речь, предназначен для постоянного проживания и построен из щелевого керамического кирпича. Отапливаемая площадь суммарно составляет 170 м² на первом, втором и полуторном этажах. Отопление комбинированное: обогрев жилых помещений обеспечивают 18 радиаторов различной мощности и несколько контуров водяного тёплого пола, обогревающего площадь около 70 м².

Суммарная пиковая тепловая мощность системы отопления (радиаторы + тёплый пол) составляет 15 кВт. Кроме того, имеется бойлер мощностью 24 кВт для подогрева горячей воды в системе ГВС. Потребность в тепле для нужд отопления и ГВС обеспечивает конденсационный газовый котёл мощностью 35 кВт. Всё оборудование котельной расположено на цокольном этаже дома.

Котельная на цокольном этаже

Здесь в относительно небольшом масштабе можно увидеть практически все возможные варианты использования тепла в частном домохозяйстве. Наличие нескольких отопительных контуров делает систему относительно сложной. В данном случае для гидравлического и температурного согласования её частей между собой был использован коллектор со встроенным гидравлическим разделителем, а в каждом контуре установлен собственный циркуляционный насос.

Гидравлический разделитель (гидрострелка) выполняет две функции. Во-первых, ограничивает перепад температур между прямым и обратным трубопроводами котлового контура, предотвращая перегрев котла, в случае если все контуры отопления были по той или иной причине перекрыты. Во-вторых, гидравлически разделяет вторичные (отопительные) контуры, чтобы циркуляция в каждом из них происходила независимо и не влияла на циркуляцию в других контурах.

Коллектор с гидравлическим разделителем (гидрострелкой)

Умные насосы на страже комфорта

Циркуляцию теплоносителя в контурах тёплых полов и радиаторного отопления обеспечивают интеллектуальные насосы Grundfos Alpha3 25–60 (расход — 1,9–3,2 м³/час, напор — 3,2–6 м). Ещё один насос той же серии, Alpha3 25–40 (расход — 1,5–2,6 м³/час, напор — 2–4 м), установлен в котловом контуре.

Главной особенностью этой линейки оборудования является наличие частотного преобразователя и фирменной функции AUTO_ADAPT. При её включении электроника насоса непрерывно анализирует характеристики расхода и напора в системе и автоматически находит оптимальную на данный момент времени рабочую точку. Для перехода к ней соответствующим образом Alpha3 регулирует свою производительность.

Циркуляционный насос Grundfos Alpha3 25–60 на монтажном столе

Функция AUTO_ADAPT применяется при использовании насосов Alpha3 в составе отопительных систем с погодным регулированием. Она может быть задействована в контурах любого типа (радиаторных, с тёплыми полами и смешанных), для каждого из которых предусмотрен особый режим работы. Помимо автоматического, насос имеет несколько режимов с фиксированными настройками.

«Автоматическое поддержание заданной температуры воздуха в доме было одним из основных пожеланий собственника. Это (а также сложность системы, которая включает радиаторный контур и контур с тёплым полом) стало причиной выбора умных циркуляционных насосов», — объясняет Евгений Кручинин, инженер Департамента промышленного и бытового оборудования компании «Грундфос».

При длительном снижении температуры в системе более чем на 10–15 °C насос Alpha3 автоматически переключается в экономичный ночной режим. Повышение температуры в подающем трубопроводе переключает его обратно, в нормальный режим. Кроме того, по завершении отопительного сезона пользователь может активировать летний режим. Чтобы защитить систему и оборудование от образования отложений, насос будет раз в сутки включаться и в течение двух минут поддерживать циркуляцию теплоносителя на минимальных оборотах. Кроме того, оборудование этой серии защищено от «сухого» хода.

Встроенный модуль Bluetooth позволяет собственнику дистанционно переключать режимы работы насоса Alpha3 с помощью установленного на смартфон бесплатного приложения Grundfos Go Remote. При желании переключение между различными режимами можно программировать, задавая контроллеру расписание на неделю.

Балансировка системы отопления

Помимо автоматической подстройки и регулирования рабочих параметров, циркуляционные насосы серии Alpha3 имеют встроенную функцию гидравлической балансировки системы отопления. Эта процедура необходима для выравнивания расхода теплоносителя через отопительные приборы и должна выполняться перед первым запуском системы, а также если в её устройство были внесены какие-либо изменения.

«Поскольку установленные в доме радиаторы могут иметь разное гидравлическое сопротивление, а ведущие к ним трубопроводы — разную длину, расход теплоносителя через них будет отличаться. В результате одни будут прогреваться лучше, а другие — хуже. Этого допускать нельзя. Выровнять объём поступающего теплоносителя позволяют балансировочные клапаны. Однако их настройка — сложная задача, требующая очень много времени, специальную технику и привлечения специалистов высокой квалификации. Alpha3 позволяет решить эту задачу значительно быстрее и без проведения сложных расчётов. Насос всё рассчитает сам, пользователю останется лишь создать условия для этого, следуя указаниям в мобильном приложении Go Balance», — говорит Евгений Кручинин.

Процедура балансировки с помощью умного циркуляционного насоса осуществляется через приложение Grundfos Gо Balance на смартфоне или планшете. Монтажнику нужно установить связь с Alpha3 по Bluetooth и следовать инструкциям на экране мобильного устройства. Программа работает как с радиаторными системами, так и с тёплыми полами, а выполнить балансировку с её помощью может даже начинающий специалист.

Насосы Alpha3 в контурах тёплого пола и радиаторного отопления

Горячее водоснабжение

Работу системы горячего водоснабжения на объекте обеспечивают два циркуляционных насоса. Первый — Grundfos Alpha1 L 25–60 — отвечает за циркуляцию теплоносителя в первичном контуре бойлера. Второй — Grundfos Comfort 15–14 BT PM – обеспечивает подачу подогретой воды к точкам водоразбора.

«Alpha1 L имеет три режима работы: с фиксированной частотой вращения, а также режимы пропорционального и постоянного давления. Обычно первый как раз и используется, когда насос установлен на загрузку бойлера. В этом случае он работает как нерегулируемый и обеспечивает постоянную скорость циркуляции теплоносителя. Благодаря двигателю на постоянных магнитах, Alpha 1 L потребляет почти в два раза меньше электроэнергии, чем аналогичный насос с асинхронным двигателем», — рассказывает эксперт компании «Грундфос».

Насос Grundfos Alpha1 L 25–60 установлен в контуре загрузки бойлера

Grundfos Comfort — серия циркуляционных насосов, разработанная специально для использования в системах ГВС. Особенностью модели BT PM является наличие встроенной функции контроля температуры воды, которая позволяет сократить расход электроэнергии. Работая в этом режиме, насос будет включаться только тогда, когда температура воды будет падать ниже рассчитанного значения, тем самым исключив энергопотребление в невостребованные периоды.

Бойлер системы ГВС с циркуляционным насосом Grundfos Comfort 15–14 BT PM

Проект системы отопления и горячего водоснабжения загородного дома был подготовлен при участии специалистов компании Grundfos, которые консультировали монтажников при подборе насосов. Модели серий Alpha и Comfort в течение гарантийного срока обслуживаются по программе «Сервис за 24 часа», предполагающей ремонт или замену вышедшего из строя оборудования в течение суток. В случае неисправности насоса пользователю достаточно позвонить на горячую линию Grundfos, после чего к нему будет направлена сервисная бригада.

Август 2020 года