_png.png "Автоматика для вентиляции")
.png "Циркуляционные насосы")
Система отопления — это набор элементов, которые работают вместе, чтобы вырабатывать, передавать и распределять тепло по помещениям. В такую систему входят, например: электрические котлы, газовые котлы, трубы, радиаторы, автоматика для котлов и другие устройства, обеспечивающие комфортную температуру в доме или на производстве.
Из чего состоит система отопления
Любая система отопления строится из трех ключевых компонентов
- Теплоисточник — устройство, которое вырабатывает тепло. Это может быть, например, газовый или электрический котел
- Теплопроводы — трубы, по которым тепло (чаще всего в виде горячей воды) поступает от котла к приборам отопления
- Отопительные приборы — радиаторы, водяные конвекторы и другие устройства, которые отдают тепло в помещение и создают комфортную температуру
К системам отопления предъявляются разнообразные требования, которые условно можно разделить на пять групп:
санитарно-гигиенические экономические архитектурно-строительные производственно-монтажные эксплуатационные
Виды систем отопления по типу и расположению
Системы отопления различаются по расположению основных элементов и по типу теплоносителя.
- Центральные — когда тепло подается из общего источника (например, из котельной или ТЭЦ) сразу в несколько помещений или зданий
- Местные — когда у каждого помещения или здания есть собственный источник тепла, например, индивидуальный котел
- Водяные — наиболее распространенные
Низкотемпературные — вода нагревается до 100°C
Высокотемпературные — температура воды выше 100°C - Паровые — вместо воды используется пар
- Воздушные — теплый воздух подается по воздуховодам
- Газовые — тепло в помещение подается непосредственно при сгорании газа, без жидкого теплоносителя
Классификация систем отопления зданий
Системы водяного отопления делятся на два типа — в зависимости от того, как в них движется вода:
С естественной циркуляцией (гравитационные) — здесь вода циркулирует сама, без насосов. Горячая вода поднимается вверх, холодная — опускается вниз, благодаря разнице в плотности С принудительной циркуляцией — в таких системах движение воды обеспечивает насос. Это позволяет быстрее и равномернее прогревать помещения, особенно в больших зданиях или сложных схемах разводки
Типы водяного отопления по способу подачи теплоносителя и по расположению труб
Однотрубная система
Вода проходит последовательно через все радиаторы. Простая и экономичная, но температура воды снижается по мере ее прохождения, поэтому дальние радиаторы могут быть чуть холоднее
Двухтрубная система
Горячая вода подается к каждому радиатору по одной трубе, а остывшая уходит по другой. Такая система обеспечивает более равномерный обогрев, особенно в больших помещениях или многоэтажных зданиях
Вертикальные
Трубы идут вертикально между этажами, и называются стояками. Это классический вариант для многоэтажек, так как позволяет равномерно распределять тепло по всем уровням здания
Горизонтальные
Трубы проложены горизонтально, вдоль пола или потолка. Такие трубы называют ветвями. Чаще всего такие системы используют в частных домах и одноэтажных зданиях
В зависимости от того, как движется вода по трубам подачи и обратки, системы делятся на два типа:
Тупиковые — горячая вода и остывшая обратка движутся в противоположных направлениях. Это довольно распространенный вариант, особенно в простых схемах разводки С попутным движением — и горячая, и обратная вода текут в одну сторону. Такая схема (Тихельмана) обеспечивает более стабильную температуру по всей системе и часто используется в замкнутых кольцевых контурах
Уравнение теплового баланса
Зимой помещение теряет тепло — в основном через наружные стены, окна, крышу и другие конструкции, которые контактируют с холодным воздухом. Дополнительные потери происходят из-за проникновения холодного воздуха внутрь — через щели, неплотности в окнах, дверях или материалах.
Чтобы точно рассчитать, сколько тепла нужно для поддержания комфортной температуры, важно учесть все теплопотери и поступления. Это позволяет составить уравнение теплового баланса — с его помощью можно понять, хватает ли тепла в помещении или нужно добавить источник обогрева.
- где Qпот – сумма потерь теплоты помещением, Вт
- Qвыд – сумма тепловыделений, Вт
Индивидуальный тепловой пункт
Индивидуальный тепловой пункт — это небольшой, но очень важный узел системы отопления и горячего водоснабжения здания. Он принимает тепло от центральной теплотрассы и распределяет его внутри здания — по отопительным приборам, системе вентиляции и ГВС.
Любая система отопления строится из множества компонентов
ИТП регулирует температуру теплоносителя, давление в системе, и, в зависимости от оснащения, может автоматически подстраивать режим работы под погоду или время суток. Благодаря этому в помещении тепло, но без перегрева и перерасхода ресурсов.
Иными словами, ИТП — это «сердце» здания, которое заботится о том, чтобы тепло поступало туда, куда нужно, и ровно в таком объеме, в каком нужно.
Подключение внутренних систем отопления и ГВС здания к городской теплотрассе происходит через индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Именно он принимает тепло от магистрали и «распределяет» его по нужным направлениям внутри здания.
В стандартную комплектацию ИТП обычно входят:
Счетчик тепла — измеряет, сколько тепловой энергии поступило в здание Теплообменник — разделяет магистральный и внутренний контуры, передает тепло, не смешивая жидкости Насосная группа — обеспечивает циркуляцию теплоносителя по системе КИП (контрольно-измерительные приборы) — следят за температурой, давлением и другими параметрами Регулятор давления — поддерживает стабильное давление в системе Регулятор расхода — контролирует объем теплоносителя, проходящего через систему Грязевик — очищает воду от механических примесей, защищая оборудование Запорная арматура — позволяет отключать отдельные участки системы для ремонта или обслуживания
Схема ИТП с независимым подключением системы отопления
Насосы в системе отопления — зачем они нужны
В современных системах отопления без насосов никуда. Они отвечают за движение воды по трубам — чтобы теплоноситель циркулировал по системе и равномерно прогревал все помещения.
В системе обычно используются два типа насосов:
- Циркуляционный насос — создает давление, чтобы теплоноситель непрерывно двигался по замкнутому контуру
- Подпиточный насос — добавляет воду в систему, если давление упало или произошла утечка. Он поддерживает стабильную работу отопления
Классическая обвязка циркуляционного насоса включает:
- Обратный клапан, чтобы вода текла в нужную сторону
- Трубопроводная арматура, для отключения насоса при обслуживании
- Манометры, чтобы контролировать давление
- Виброкомпенсаторы, которые глушат шум и вибрацию
- Фильтры, защищающие насос от загрязнений
Общая классификация циркуляционных насосов WILO и Native
Циркуляционные насосы с мокрым ротором
В насосах с мокрым ротором WILO Native охлаждение электродвигателя происходит за счет самой перекачиваемой жидкости. То есть жидкость одновременно и циркулирует по системе, и охлаждает внутренние элементы насоса. Такие модели, как RS; NOC; NOCE и NOZ, относятся к этому типу. Они просты в обслуживании, работают тихо и отлично подходят для систем отопления и горячего водоснабжения.
Циркуляционные насосы с мокрым ротором чаще всего устанавливаются в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП) и в системах отопления частных домов. Это отличный выбор для небольших систем с короткими трубопроводами.
Во время работы такие насосы охлаждаются за счет самой жидкости — часть теплоносителя омывает ротор, одновременно смазывая подшипники. Это простое и надежное решение.
- Ротор вращается прямо в перекачиваемой жидкости, благодаря чему достигается естественное охлаждение
- Нет уплотнения вала, что снижает риск протечек и упрощает конструкцию
- Охлаждение электродвигателя происходит за счет самой жидкости, которая циркулирует внутри насоса
- Используются подшипники скольжения, которые смазываются той же жидкостью, что и перекачивается
- Совместимы с гликолевыми теплоносителями — допускается работа со смесями до 50% концентрации
- почти бесшумная работа — идеальны для жилых помещений
- высокая надежность и минимальное обслуживание
- удобны в монтаже, легко вписываются в небольшие котельные
- компактные размеры
- долгий срок службы при правильной эксплуатации
- не самый высокий КПД — меньше, чем у моделей с сухим ротором
- чувствительны к качеству воды — требуется чистый теплоноситель без примесей
Циркуляционные насосы с сухим ротором
В насосах с сухим ротором охлаждение электродвигателя происходит не с помощью жидкости, а за счет встроенного вентилятора. Такой тип конструкции обеспечивает высокую производительность и позволяет использовать насосы в более мощных и сложных системах. К этому типу относятся модели IL, IPL, NLI; BL, NLB; Atmos Giga, ESP; TSC и IPN. Они отлично справляются с задачами в больших отопительных системах, на промышленных объектах и в системах с высоким давлением и расходом.
Циркуляционные насосы с сухим ротором применяются в отопительных системах с большой протяженностью труб — например, в многоэтажных зданиях, промышленных объектах и крупных тепловых узлах.
В таких насосах ротор не соприкасается с теплоносителем — он отделен от рабочей части торцевым уплотнением или сальниковой набивкой. Это дает свои плюсы и минусы.
- высокий КПД — может достигать 90%, что делает их энергоэффективными
- большой напор — такие насосы справляются с транспортировкой теплоносителя на длинные расстояния
- менее чувствительны к качеству воды — могут работать с загрязненной или технической жидкостью
- просты в ремонте — конструкции рассчитаны на обслуживание и замену узлов
- работают шумнее, чем модели с мокрым ротором
- требуют регулярного техобслуживания, особенно уплотнений и подшипников
В насосах с сухим ротором используются два основных типа уплотнений — торцевое и сальниковое. У каждого есть свои особенности.
- полностью герметично — исключает утечки
- не требует обслуживания — удобно для эксплуатации
- чувствительно к сухому ходу — при отсутствии жидкости может быстро выйти из строя
- требует регулярной подтяжки — иначе возможны протечки
- допускает небольшую утечку жидкости — это нужно для охлаждения и смазки
- менее чувствительно к качеству воды и сухому ходу — подходит для сложных условий
Рекомендации по применению циркуляционных насосов
Рекомендации направлены на комплекс мероприятий в системах отопления многоквартирных жилых, общественных и административных зданий.
Если тепловой пункт расположен рядом с жилыми или рабочими помещениями — например, в подвале многоквартирного дома или внутри офисного здания, — лучше использовать насосы с мокрым ротором. Такие насосы практически бесшумны в работе, что особенно важно в местах, где тишина и комфорт имеют значение. Они не вызывают вибраций и не создают акустического дискомфорта, благодаря чему идеально подходят для установки вблизи постоянно используемых помещений.
Если тепловой пункт находится в отдельном здании целесообразно использовать насосы с сухим ротором. Они отличаются высоким коэффициентом полезного действия (до 90%), способны обеспечивать стабильную работу в системах с большой протяженностью труб и значительными перепадами давления. Кроме того, такие насосы менее чувствительны к качеству теплоносителя, что делает их более устойчивыми к загрязненной воде и техническим смесям. Это особенно актуально для промышленных объектов, крупных зданий и распределенных систем отопления.
Применение насосов в системах вентиляции
В системах вентиляции насосы используются для циркуляции теплоносителя через калориферы приточных установок — именно они нагревают поступающий в здание воздух.
Выбор типа насоса зависит от условий размещения:
Если оборудование устанавливается внутри помещений с высокими требованиями к уровню шума, лучше использовать насосы с мокрым ротором. Они работают практически бесшумно и не создают вибрации.
В случае, если установка находится в технических помещениях или за пределами основных зон эксплуатации, можно применять насосы с сухим ротором — они мощнее, эффективнее и менее требовательны к качеству воды.
Назначение циркуляционных насосов для систем ГВС зданий
В системах горячего водоснабжения (ГВС) циркуляционные насосы обеспечивают постоянное движение горячей воды по трубопроводу. Благодаря этому горячая вода быстро поступает к точкам разбора, без долгого ожидания.
Для этих задач применяются насосы с разными типами конструкции:
Циркуляционные насосы с мокрым ротором, например NOZ, — отлично подходят для небольших и средних систем. Они бесшумны, компактны и экономичны, что делает их удобными для установки в жилых домах, офисных зданиях и небольших котельных. Циркуляционные насосы с сухим ротором, такие как IL, IPL, NLI, BL, NLB, IPN, — применяются в более мощных и протяженных системах ГВС. Эти насосы обеспечивают высокий напор, имеют увеличенный ресурс работы и легко справляются с большими объемами воды, что делает их идеальными для коммерческих и промышленных объектов.
В системе горячего водоснабжения (ГВС) циркуляционные насосы обеспечивают постоянное движение воды по трубопроводам. Это необходимо для того, чтобы горячая вода была доступна у точек водоразбора сразу — без долгого ожидания, особенно в часы с минимальным потреблением.
В отличие от систем отопления, где теплоноситель проходит предварительную подготовку (например, умягчение), в системах ГВС циркулирует обычная водопроводная вода, содержащая соли жесткости. При охлаждении мотора насоса с мокрым ротором с помощью самой воды, соли оседают на деталях, таких как ротор и разделительный стакан. Со временем это приводит к образованию плотных отложений, коррозии, кавитации и повреждению стенок — насос выходит из строя раньше срока.
Чтобы избежать подобных проблем, в системах ГВС используют насосы с мокрым ротором, но с особой схемой охлаждения статора, которая снижает риск образования накипи и продлевает срок службы оборудования.
Подпитка системы отопления
Со временем в любой системе отопления часть теплоносителя теряется — из-за утечек, испарения или проведения технического обслуживания. Чтобы восстановить объем теплоносителя и поддерживать стабильное давление, используется подпитка.
Подпитка может выполняться:
- из тепловой сети — если источник теплоносителя централизованный
- из водопровода — в случае автономных систем или при отсутствии магистральной подачи
Если давление в водопроводе выше, чем давление в системе отопления, применяется простая и надежная схема подпитки, которая включает:
- обратный клапан — не дает теплоносителю возвращаться обратно в водопровод
- редукционный клапан (подпиточный клапан) — снижает давление воды до безопасного уровня и автоматически регулирует подачу в систему
Эта схема защищает систему от гидроударов и исключает обратное попадание воды из системы отопления в питьевой водопровод.
Что делать, если давления в сети не хватает для подпитки системы отопления
Если давление в водопроводе или тепловой сети недостаточно для подпитки системы отопления, используется дополнительное оборудование, которое помогает создать нужный напор.
В этом случае применяют повысительный насос, который работает в комплекте с:
мембранным баком — для компенсации давления и запаса воды датчиком давления — чтобы автоматически включать и выключать насос в зависимости от потребности системы
Альтернативный вариант — насос с частотным регулированием, также подключенный к датчику давления. Он регулирует скорость вращения в зависимости от текущих условий, работает плавно и экономично, не создавая перепадов давления. Такие решения особенно актуальны для многоэтажных зданий и объектов с нестабильным водоснабжением.
Вывод
Эффективная система отопления — это комфорт, надежность и экономия ресурсов. При выборе оборудования важно учитывать тип здания, характеристики теплоносителя, требования к шуму и способ циркуляции. Насосы, обвязка и схема подпитки должны подбираться с учетом конкретных условий эксплуатации. Грамотно спроектированная и обслуживаемая система прослужит долгие годы без перебоев.