Потребление электроэнергии циркуляционным насосом

Экономическая выгода от использования в системе отопления циркуляционного насоса с интеллектуальной системой управления.

Материал подготовлен при участии экспертов компании Wilo.

Прошедший зимний отопительный период с сильными морозами, внезапными оттепелями и частыми переходами через 0 мог выявить все плюсы и минусы в работе системы отопления загородного дома. В результате, в зависимости от эффективности работы оборудования, домовладельцы или потратили на обогрев коттеджа запланированные средства, либо переплатили и задумались, как уменьшить затраты в следующем отопительном сезоне.

Существует несколько способов модернизировать систему отопления и, тем самым, снизить эксплуатационные расходы в долгосрочном периоде. Один из них — оснастить «инженерку» циркуляционным насосом, гибко подстраивающимся под постоянно меняющиеся условия эксплуатации. Разбираемся в вопросе с помощью инженера компании-производителя циркуляционных насосов.

• В чём заключаются особенности современной системы отопления.
• Для чего нужен циркуляционный насос с интеллектуальной системой управления.
• На чём основан принцип работы циркуляционных насосов с электронной системой регулирования.
• Какая экономическая выгода от использования «умного» циркуляционного насоса.

Особенности современной системы отопления загородного дома

В зависимости от региона, отопительный период в нашей стране в среднем длится 6-7 месяцев. Т.к. цены на энергоносители всё время растут, среди владельцев загородных коттеджей увеличивается интерес к строительству энергоэффективных домов, т.е. зданий, где все энергопотери сведены к минимуму. Практика показывает, что при грамотном подходе к процессу возведения такого дома (основанном на теплотехническом расчёте) средства, потраченные на его строительство, возвращаются в виде снижения затрат на оплату энергоносителей.

Но зачастую при этом из вида упускается один важный момент — возведение энергоэффективного, а значит, экономичного дома, требует решения целого комплекса задач. Помимо утепления, монтажа системы вентиляции с рекуператором, для минимизации расходов нужно повысить эффективность работы системы отопления.

Отопительная «инженерка» загородного коттеджа включает в себя самое разнообразное оборудование. Это — твердотопливные, газовые, электрические или дизельные котлы, система тёплого пола или настенные радиаторы с термостатическими головками и т.д. Поэтому отопительная система загородного дома оснащается циркуляционными насосами.

Зачастую в отопительную систему устанавливают обычные (нерегулируемые) циркуляционные насосы, всё время работающие на постоянной скорости оборотов или имеющие ступенчатую регулировку напора теплоносителя в 2-3 диапазонах.

Такие насосы могут иметь устаревшую конструкцию и неэффективно работающий двигатель. Это приводит к значительному перерасходу денежных средств. Чтобы этого избежать, систему отопления можно модернизировать, установив в неё «умный» циркуляционный насос.

Преимущества циркуляционного насоса с интеллектуальной системой управления

Нерегулируемые насосы систем отопления потребляют большое количество электроэнергии, т.к. в течение всего отопительного периода они постоянно работают на максимальном режиме. В то время как фактически большую часть времени отопительная система работает в режиме неполной нагрузки.

Например, при внезапном потеплении (это нередко происходит среди зимы) пользователь понижает температуру теплоносителя и его напор, т.к. от отопительных приборов не требуется повышенная теплоотдача. Также от системы отопления не требуется максимальная эффективность работы в начале и в конце отопительного сезона, когда на улице только установилась прохладная погода, а сильные морозы ещё не пришли. При смене дня и ночи, при отъезде из дома на работу днём, когда с помощью термостатических головок, установленных на радиаторах, можно понизить температуру в помещениях и, тем самым, сэкономить средства на отоплении.

Т.е., в течение всего отопительного сезона от циркуляционного насоса требуется максимальная производительность лишь ограниченный период времени. Следовательно, насос должен гибко подстраиваться под постоянно меняющиеся условия эксплуатации и личные предпочтения людей, проживающих в доме.

Насосы старого поколения позволяют вручную выбирать одну из нескольких постоянных частот вращения (обычно двух или трех). Зачастую такие насосы могут работать на максимальной скорости, даже если все радиаторы перекрыты. Это приводит к неоправданно высокому энергопотреблению.

Современные «умные» циркуляционные насосы оборудованы высокоэффективными моторами с автоматическим регулированием мощности. Это оптимизирует гидравлические параметры насоса при всех режимах работы системы отопления и, особенно, в режимах неполной нагрузки, что позволяет ощутимо снизить расходы на электроэнергию.

Дополнительная экономия электроэнергии обеспечивается путем активации автоматического режима снижения частоты вращения и функции Dynamic adapt. Это функция непрерывной динамической подстройки рабочей точки в зоне частичной загрузки насоса.

За счет постоянной адаптации рабочей точки насоса, а также функции автоматического удаления воздуха, использование электронных насосов позволяет избежать возникновения шумов в системе, что особенно важно для жилых помещений

Принцип работы циркуляционных насосов с электронной системой регулирования

Как уже говорилось выше, в нашем климатическом поясе наблюдаются значительные колебания температуры окружающей среды. Независимо от погодных условий, пользователю требуется обеспечить постоянную комфортную температуру воздуха в жилых помещениях.

При низких температурах, как правило, все радиаторы открыты, требуется максимальная подача теплоносителя. При росте температуры на улице часть радиаторов прикрывается – через систему проходит меньшее количество теплоносителя.

Современные «умные» циркуляционные насосы способны подстраиваться под меняющуюся нагрузку системы. Электронная система управления насоса позволяет автоматически изменять частоту вращения мотора, в зависимости от состояния системы (количества открытых радиаторов). В отличие от стандартных насосов, с возможностью ручного выбора одной из двух-трех скоростей вращения, встроенный частотный преобразователь «умных» насосов с высокой точностью автоматически меняет скорость вращения мотора, что позволяет моментально реагировать на изменения условий в системе отопления. Таким образом, применение циркуляционных насосов с интеллектуальной системой управления существенно снижает потребление электроэнергии.

Также у таких насосов есть возможность выбора одного из нескольких режимов регулирования, что позволяет обеспечить оптимальную работу насоса в конкретной системе.

В зависимости от установленного способа регулирования, электроника насоса поддерживает или линейно изменяет заданное значение перепада давления, в соответствии с текущим состоянием системы (например, количеством открытых радиаторов), вместе с тем изменяется подача насоса. Частота вращения мотора постоянно изменяется, а значит, автоматически, без участия пользователя, насос подстраивается под изменившиеся условия эксплуатации.

Экономическая выгода от использования в системе отопления «умного» циркуляционного насоса

В чём заключается экономия при установке в систему отопления «умного» энергосберегающего насоса? Это ключевой вопрос, который интересует любого застройщика, задумавшего купить циркуляционный насос с электронной системой регулирования.

Преимущества следует рассматривать в комплексе и, что самое главное, в долгосрочной перспективе. Например, обычный нерегулируемый циркуляционный насос для системы отопления в среднем потребляет 500-800 кВт·ч в год. Для сравнения: телевизор – до 200 кВт•ч в год, стиральная машина – около 200 кВт·ч в год, электрическая плита – 450 кВт·ч в год, т.к. обычный циркуляционный насос работает постоянно и на максимальном режиме. Но вышеперечисленное бытовое оборудования включается лишь периодически.

Минимальная потребляемая мощность современного энергоэффективного циркуляционного насоса составляет 3 Вт, а среднегодовое потребление не превысит 50 кВт·ч.

Поэтому «умные» насосы позволяют экономить до 90% электроэнергии по сравнению со стандартными насосами, так как они автоматически подстраиваются под меняющиеся параметры системы и оснащены высокоэффективными, экономичными электрическими двигателями.

Также помним о таком немаловажном факторе, как автономия дома. Загородные жители хорошо знают, что иногда случаются перебои в электроснабжении, аварии подстанций и обрывы линий электропередач. Чтобы система отопления продолжала работать, её оборудуют источником бесперебойного питания. ИБП, питая циркуляционные насосы и котел, позволит функционировать системе отопления до момента восстановления централизованного электроснабжения.

Поставив энергоэффективный циркуляционный насос с малым потреблением электроэнергии, пользователь существенно увеличивает время работы системы отопления от ИБП. Либо может сократить затраты на её монтаж, т.к. потребуется инвертор и блок аккумуляторов меньшей мощности.

А в нашем видеосюжете показываются нюансы монтажа комбинированной системы отопления в деревянном доме.

Сколько потребляет тепловой насос?

Рекомендуемые нами модели тепловых насосов для отопления дома 120 квадратных метров:

HotJet HJONE2 10H
Тепловой насос потребляет 2.5 кВт. Выдает тепла 11.4 кВт.

Stiebel Eltron WPF05 basic
Тепловой насос потребляет 1.4 кВт. Выдает тепла 5.8 кВт.

HotJet HJW5H
Тепловой насос потребляет 1.2 кВт. Выдает тепла 5.5 кВт.

Для отопления коттеджа 120 кв.м электрокотлом необходимо до 12 кВт выделенной мощности, в случае использования теплового насоса потребление электроэнергии не превысит 3 кВт!

Разновидности тепловых насосов

Для отопления жилья может служить тепло, которое находится вокруг нас: в воде, воздухе, земле — это все относится к альтернативным, возобновляемым и бесплатным источникам энергии. Система, собирающая такое рассеянное тепло из окружающей среды и преобразующая его в тепловую энергию для обогрева здания, основывается на применении теплового насоса.
Наглядней всего принцип действия теплового насоса можно рассмотреть на работе бытового кондиционера или холодильника, когда тепло переносится от менее нагретого тела к более нагретому, увеличивая температуру последнего. Другими словами, отбор тепла от какого-то тела или среды производится за счёт охлаждения последнего.
В зависимости от используемого теплоносителя входного/выходного контура тепловые насосы подразделяются на следующие виды:
1. «Воздух-воздух»: Отбор тепла производится у наружного воздуха для отдачи его в отапливаемое помещение.
2. «Вода-вода»: Отбор тепла из воды (водоемы, грунтовые воды) с передачей его воде системы отопления и горячего водоснабжения.
3. «Воздух-вода»: Тепло атмосферного воздуха используется для системы водяного отопления.
4. «Грунт-вода»: Отбор тепла грунта (бурение скважин либо размещение горизонтального коллектора) и нагрев воды в системе отопления.
5. «Избыточное тепло-вода»: Использование избыточного тепла производства, сточных вод, отработанного воздуха для обогрева помещений.

Эффективность тепловых насосов

Лучшим выбором для загородного дома являются тепловые насосы типа «Вода-Вода» или «Грунт-Вода». Преимущество устройства состоит в том, что инженерной системе теплового насоса электроэнергия нужна только на работу компрессора и испарителя, «перекачивающих» тепло. Кроме того, если Вы остановили свой выбор на тепловом насосе, особо выгодно устанавливать двухтарифные счетчики.

Эффективность работы теплового насоса показывает коэффициент преобразования (СОР). Это значение определяет разницу между производимой и потребляемой им энергией. Например, тепловой насос СОР=4 — это говорит о том, что на каждый потребленный 1 кВт электроэнергии он производит до 4 кВт тепла.
Тепловой насос незаменим, если на Вашем участке нет газа. Порой и при наличии рядом с участком магистрального газа, его подключение выливается в полмиллиона рублей. Тогда установка теплового насоса — привлекательная перспектива, так как поможет значительно сократить расходы на обогрев. Минэкономразвития прогнозирует, что к 2030 году стоимость природного газа достигнет 7,5 руб./м3. Поэтому мы всегда рекомендуем просчитывать перспективы отопления жилища на несколько лет вперед.

Эффективность применения конкретного теплового насоса из перечня предлагаемой продукции зависит от множества факторов. Не существует единой или обобщенной формулы, дающей достоверный результат. В первую очередь определяются теплопотери здания, делаются необходимые расчеты и на их основании наши специалисты подберут оптимальный вариант.

Приближенный расчет потребления теплового насоса

Для подсчёта потребления электроэнергии в год рассмотрим дом в Московской области площадью 100 м2.
Оценим теплопотери в 5.9 кВт.
Отопительный период для ЦФО — 2400 часов.
Итого в год необходимо тепла 14 160 кВт.
При использовании теплового насоса СОР=4.5 затраты на электроэнергию составят 4237 кВт/год.
При тарифе 4,81 руб./кВт*ч на отопление на базе теплового насоса потратите 18 341 руб.
в год.

Электрический котел для поддержания микроклимата обойдется в 85 137 (. ) руб. в год.
В данном случае, мы видим, что тепловой насос при аутентичности электрических мощностей намного выгодней электрического котла.

Основные преимущества тепловых насосов

— простота конструкции, монтажа и эксплуатации;
— управление температурой в доме с мобильного приложения;
— нет ограничений по климатическим зонам;
— совместимость с традиционной системой отопления;
— короткий срок окупаемости;
— низкое электропотребление;
— бесшумность;
— реверс (переключение на режим охлаждения).

Утепление дома, смелое применение энергосберегающих технологий, в сочетании с тепловыми насосами позволит Вам сделать жизнь в загородном доме максимально комфортной. Обратитесь к нашим специалистам для подбора теплового насоса необходимой мощности и монтажа системы.

Система отопления загородного дома представляет собой замкнутый контур, в котором циркулирует вода, нагреваемая в одной точке. В контур включен циркуляционный насос, поддерживающий движение жидкости. Каждый изгиб трубы, сужение, установленные на линии приборы создают гидравлическое сопротивление. Перепада температуры недостаточно для движения теплоносителя по разветвлённой схеме и в двухэтажном доме. Применение насоса делает возможным установку отопительного котла не только в подвале.

Устройство и принцип работы циркуляционного насоса

Циркуляционный насос представляет электрический мотор, помещённый в стальной корпус. Его ротор передает вращение через вал на крыльчатку. Вращение крыльчатки создаёт разрежение на входном патрубке, втягивая теплоноситель. При повороте крыльчатка выбрасывает жидкость под давлениеv в контур за счет центробежной силы. Создаётся напор, который является движущей силой циркуляции в контуре отопления.

Циркуляционный насос для систем отопления полезен, вода принудительно убыстряет движение, остывает незначительно, снижается нагрузка на котёл, батареи во всех помещениях одинаково нагреваются. Экономится до 30% горючего на обогрев помещения при правильно составленном контуре.

Проектирование системы отопления, подбор узлов, необходимо доверить специалисту.

Циркуляционных насосов множество, но в тепловых контурах применяют конструкции «мокрого» и «сухого» типа. Если ротор отделён от контакта с жидкостью перегородкой из уплотнительных колец, конструкция считается сухой. Между кольцами при работе образуется плёнка воды, которая за счет поверхностного натяжения герметизирует электрическую часть. По мере износа кольца поджимаются регулирующей пружиной. В зависимости от компоновки конструкции бывают:

Насосы используются в системах с большим расходом, применяются в котельных, отапливающих несколько зданий. Они имеют хороший кпд – 80%, но требуют профессионального обслуживания.

В аппаратах «мокрого» типа от водной среды изолирован только статор. Насос работает с малым шумом, не требует обслуживания, используется в малых контурах, несмотря на кпд около 50%. Потребляемая мощность насоса невелика, расход энергии в час при периодическом включении составляет 50-200 ватт. Насосы имеют трехступенчатую регулировку нагрузки.

Критерии выбора циркуляционного насоса для отопления

Важно правильно подобрать циркуляционный насос для отопления по параметрам. Значение имеет:

• площадь отопления;
• температурный режим помещений;
• температурный перепад между подачей и обраткой;
• функциональные особенности нагревателя;
• напор в системе циркуляции,
• особенность сети;
• используемый теплоноситель.

Результатом правильного подбора оборудования станет комфортная температура в здании.

От площади помещения, требования к температуре и на сколько градусов нагревается теплоноситель в котле, зависит выбор мощности насоса. Есть теплотехнические формулы расчета. Исходим из усреднённых показателей, рассчитывая характеристики циркуляционного насоса:

1. Производительность насоса устанавливается, исходя из перепада температур – 30-35 0 . Мощность отопительного котла делится на перепад, получают расход, он и есть производительность.
2. На 10 м длины трубы необходимо 0,6 м напора. Величина, для насоса регламентируемая, указывается в паспорте, измеряется в метрах водяного столба.
3. Насос обеспечивает циркуляцию во всех радиаторах, исходя из 5 секций на 10 м 2 . Считается расход теплоносителя в системе по производительности котла. Котел 25 кВт нагревает 25 л/мин, радиатору 15 кВт нужен расход 15 л/мин.
4. Диаметр труб отопления должен соответствовать сечению патрубков подсоединения насоса. Принято, один насос обеспечит прокачку 80 м контура.

Чем длиннее контур циркуляции и больше сечение труб, тем мощнее требуется циркуляционный насос для отопления дома. Если теплоноситель не вода, более вязкий, насос требуется повышенной мощности.

Если в системе один повышающий насос, его нужно подбирать с запасом мощности. Периодическую корректировку давления в системе может выполнять менее мощный аппарат.

Выбор марки насоса для отопления зависит от возможности покупателя. Известные бренды стоят дорого, работают бесшумно и годами не требуют ревизии. К таким маркам относят насосы европейских производителей. Китайские аппараты дешевле в несколько раз, но срок их эксплуатации невелик, появляется люфт, шум и двигатель сгорает. Российские модели относят к среднему классу, их стоимость дешевле именитых производителей в 2 раза.

Место установки циркуляционного насоса

При установке насоса важно предусмотреть свободный доступ для его обслуживания. Оптимально установить оборудование на обратке перед котлом. Это способствует:

• равномерной подаче питательной воды в систему;
• на менее горячей воде насос проработает дольше;
• в котле не будут создаваться воздушные пробки.

Крыльчатка насоса устанавливается горизонтально, работает под заливом.

Насос монтируют только на байпас, который должен быть сечением меньше основной линии с обязательным включением обратного клапана. Это обеспечит циркуляцию теплоносителя по основной линии при отсутствии электричества. Байпас должен отсекаться для возможности ремонта насоса.

Устройство циркуляционного насоса Grundfos

По утверждению специалистов циркуляционный насос Grundfos является лучшим. В мировом потреблении 50% всех систем отопления оснащены насосами этой марки. Под городом Истра в России открыто дочернее предприятие датского концерна Grundfos.

Выпускаются аппараты с сухим и мокрым ротором. Сухие системы оснащены дополнительным вентилятором для охлаждения двигателя, шумно работают, устанавливаются в котельных. Для домашней сети предлагается система с мокрым ротором серии UPS. Эти устройства выпускаются только в Германии и Сербии. Есть много признаков, по которым можно обнаружить подделку. Настоящий насос от производителя не может стоить дешевле 130-150 долларов.

Прибор работает до 10 лет без ремонта при условии соблюдения режима эксплуатации. При самостоятельной установке прибора нужно выдержать его в помещении не менее суток. Монтируют циркуляционный насос только на горизонтальном участке трубопровода. Подключение трехфазное, от отдельной линии.

В линейке изделий для обустройства дома предлагаются многофункциональные насосы разной мощности Magna и насосы с автоматической настройкой Alpha. Прибор сам подстраивается под заданный режим, снижает параметры ночью, и когда в доме нет жильцов, экономит энергию.

Описание насоса Wilo

Циркуляционные насосы Wilo производства Германии используются для перекачки жидкости в водных магистралях, отопительных системах, в технических процессах.

Модели насосов для отопительных систем собраны в серии и обеспечивают любую потребность, изготавливаются в сухом и мокром исполнении. Перечислим серии, предлагаемые производителем:

• Star, модификации RS, RSD, Z;
• TOP – Z, D, S;
• Yonos – Pico, Maxo;
• Stratos – Pico, Eco-St.

Оборудование не уступает по качеству датскому, но может работать в диапазоне температур от 120 до -10 0 С. Одна установка может обеспечить циркуляцию контура отопления 750 м 2 . Насосы создают напор 2,2 – 12 метров. В зависимости от мощности аппарат весит 2,2 — 8 кг. Работает устройство бесшумно.

Насосы Wilo подходят для отопительных систем с радиаторами, для горячего водоснабжения. Срок эксплуатации оборудования без ремонта заявлен 8 лет для мокрого исполнения.

Качественные насосы для отопления — видео