Отличия насосов с «мокрым» и «сухим» ротором. Насос с мокрым ротором: принцип работы Тип ротора мокрый или сухой

Не секрет, что именно водяное отопление наиболее распространено в городских жилых домах и частных коттеджах. И неотъемлемой частью системы , наряду с котлом, является циркуляционный насос, функцией которого является обеспечение движения воды по контуру «котел–контур отопления–котел». Конечно, можно обойтись и без циркуляционного насоса, сделав тем самым , но это повлечет за собой увеличение диаметров труб, наличие уклонов при прокладке, что только усложнит систему отопления.

При упоминании термина «циркуляционный насос» сразу же представляется насос «с мокрым ротором». И это не случайно, так как именно данный вид является наиболее подходящим для обеспечения отопления в частных домах и небольших крышных котельных. Устройство циркуляционного насоса с мокрым ротором обуславливает такие его достоинства, как компактность и бесшумность при работе .

Свое название данный вид насосов получил из-за наличия водяного охлаждения электродвигателя . Жидкость, перекачиваемая насосом, используется также и для смазки деталей .

Хоть производителей насосного оборудования в настоящее время немало, но принципиальное устройство циркуляционного насоса с мокрым ротором является одинаковым что у Wilo , что у Grundfos .

В чугунном или стальном корпусе на валу электродвигателя закреплено закрытое рабочее колесо , изготовленное из термостойкого композитного материала. Оно представляет собой два параллельных диска , которые соединены между собой радиально изогнутыми лопатками. В одном из дисков имеется отверстие для входа рабочей жидкости, во втором предусмотрено отверстие для крепления рабочего колеса на валу электродвигателя.

В корпусе насоса по периферии рабочего колеса выполнено спиралевидное отверстие в форме конфузора . Его назначение – преобразование кинетической энергии потока жидкости в статическое давление, а также сбора и отвода воды в нужном направлении.

Рабочее колесо закреплено на валу ротора , который омывается и охлаждается перекачиваемой водой. Статор электродвигателя герметично отделён от ротора разделительным стаканом с толщиной стенки 0,1 — 0,3 мм . Стакан изготавливается из ферритной нержавеющей стали или углеродного волокна.

Ротор циркуляционного насоса закреплён на торцевых графитовых или керамических подшипниках скольжения , которые также охлаждаются перекачиваемой водой.

Также на передней стенке корпуса двигателя имеется резьбовая пробка для удаления воздуха из насоса.

Внешнее отличие конструкции циркуляционного насоса с мокрым ротором от насосов с воздушным охлаждением электродвигателя (с сухим ротором) - это отсутствие оребрения на корпусе двигателя и крыльчатки на его торце.

Многими считалось, что для бытового исполнения надо брать циркуляционные насосы с мокрым ротором. Сухороторные циркуляционные насосы использовались для промышленного использования.

Существовало мнение, что насосы с сухим ротором имеют слишком большие размеры и сильно шумят. Однако крупными производителями стали все больше выпускаться бытовые модели циркуляционных насосов, имеющих сухой ротор.

В промышленности используются циркуляционные насосы с сухим ротором.

В бытовом исполнении используются циркуляционные насосы с мокрым и сухим ротором. Для производственных нужд не используются насосы с мокрым ротором, так как их можно производить мощностью до 3 кВт и они не получили широкого распространения.

Плюсы циркуляционных насосов с сухим ротором промышленного исполнения: для них неважно качество теплоносителя, обладают хорошей ремонтопригодностью. Минусом этих насосов является то, что они имеют большие размеры, сильно шумят, поэтому их устанавливают в отдельные помещения, много потребляют электроэнергии.

Что касается бытового исполнения насоса с сухим ротором, то его плюсы:

обладает более высоким КПД;

для него не важна чистота теплоносителя;

обладает хорошей ремонтопригодностью, причем запчасти дешевле насосов, имеющий мокрый ротор;

размерами почти не отличается от мокророторного аналога.

Минусом является большой шум при работе и необходимость регулярной замены торцевого уплотнителя.

Минусы циркуляционных насосов с сухим ротором являются плюсами для насоса с мокрым ротором: бесшумность, не имеет торцевого уплотнения. Недостатком является то, что качество теплоносителя имеет большое значение при эксплуатации. Чем хуже качество перекачиваемой жидкости, тем быстрее насос может выйти из строя.

Учитывая все минусы и плюсы рассмотренных насосов, можно сделать соответствующие выводы. Если для вас не важно качество теплоносителя, то лучше выбирать насос с мокрым ротором, но не известно, что будет с остальной системой отопления.

Если вы хотите, чтобы все работало слажено, лучше использовать мотор с сухим ротором, но при этом надо позаботиться о качестве теплоносителя.

По поводу шумности, каждый решает для себя сам, ведь насос не так часто попадает в поле зрения. КПД не столь важен, так как разница в процентах небольшая, а вот отсутствие необходимости замены торцевого уплотнителя является большим плюсом.

Но техобслуживание следует регулярно проводить вместе с осмотром всей отопительной системы специалистом.

При необходимости обогрева больших помещений общей площадью в несколько сотен квадратных метров давление в системе автономного отопления с естественной циркуляцией (около 0,6 мПа), создаваемой отопительным нагревателем, обычно бывает недостаточным.

Для решения этой задачи можно пойти двумя путями:
1. Соорудить замкнутую систему с использованием труб большого калибра, которые стоят недешево.
2. Включить в систему циркуляционный насос.

Второй вариант является экономически более целесообразным. Благодаря улучшению циркуляции теплоносителя в системе эффективность отопления повышается значительно.

Циркуляционные отопительные насосы делятся на два вида:
1. С мокрым ротором.
Используются в отопительной системе частных домовладений, где протяженность трубопроводов не столь велика.
Ротор насоса, снабженный крыльчаткой, вращаясь внутри корпуса, ускоряет движение теплоносителя. Жидкость, внутри которой вращается ротор, охлаждает и смазывает механизм.
При установке насоса "мокрого типа" следует уделять внимание горизонтальности вала, тогда внутри корпуса всегда будет вода.
Преимущества насосов с мокрым ротором:
- практически бесшумны;
- бесступенчатое переключение скорости вращения ротора;
- надежность в эксплуатации;
- длительный срок службы;
- отсутствие необходимости в техобслуживании;
- простота ремонта и настройки насоса;
- относительная дешевизна.
Недостатки:
- невысокий КПД (не выше 50%)

2. С сухим ротором. Применяются в отопительных системах большой протяженности. Между электродвигателем и рабочей частью ротора установлены уплотнительные кольца, срок службы которых составляет 3 года. Контакт ротора с теплоносителем отсутствует.
Преимущества:
- высокий КПД - около 80%;
Недостатки:
- высокий уровень шума, в связи с чем они устанавливаются в отдельном помещении, оснащенном звукоизоляцией;
- необходимость контроля отсутствия взвешенных частиц в теплоносителе и пыли в окружающем двигатель воздухе во избежание повреждения поверхностей уплотнительных колец, что может вызвать их повреждение и нарушение герметичности.

При выборе типа и модели циркуляционного насоса для системы отопления следует учитывать также их производительность, условия эксплуатации, особенности теплоносителя (его вязкость и плотность), рекомендации и требования производителя к установке и качественным характеристикам перекачиваемой жидкости.

Установленный в отопительной системе насос.

Циркуляционный насос с мокрым ротором – элемент системы отопления, предназначенный для циркуляции теплоносителя по отопительному контуру.

Конструкция

Устройство насоса представляет собой чугунный корпус, в котором электрический мотор вращает закрепленное на валу композитное колесо. Колесо состоит из двух дисков, между которыми радиально расположены изогнутые лопасти. Теплоноситель попадает в колесо через отверстие в нижнем диске.

В моделях мокрого хода все движущиеся части (в том числе ротор мотора), соприкасаются с теплоносителем, который выполнят роль смазки/охлаждения для керамических (графитовых) торцевых подшипников скольжения и самого ротора. При этом статор изолируется от теплоносителя при помощи металлической перегородки с уплотнительными прокладками.

Устройство «мокрых» насосов сложнее, чем конструкция насосов с сухим ротором, поэтому их стоимость при равных характеристиках всегда будем выше.

Примечание! Как правило, циркуляционные насосы имеют 3 скорости, переключение которых осуществляется путем поворота регулятора на одну из трех скоростей. При этом на минимальной скорости, насос потребляет примерно в 2 раза меньше электричества по сравнению с максимальной скоростью.

Монтаж

Монтаж циркуляционного насоса для системы отопления, как и любого другого отопительного оборудования, должен осуществляться согласно руководству по монтажу, а также в соответствии с проектом отопительной системы. Однако можно выделить некоторые общие требования по установке циркуляционного насоса:

• Направление движения теплоносителя должно совпадать с направлением, указанным стрелкой на корпусе;
• Насос должен устанавливаться между котлом и отопительным контуром (но никак не между радиаторами). Он может монтироваться как на подаче, так и на обратке, однако предпочтение отдается обратному трубопроводу. Конкретное место монтажа должно быть легкодоступным, т.к. в процессе эксплуатации может потребоваться его обслуживание или замена в случае выхода из строя;
• Запрещается ставить теплоизоляцию на моторный отсек;
• После циркуляционного насоса с мокрым ротором рекомендуется , который в случае нештатной ситуации, предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении;
• Перед и после насоса необходимо установить запорные краны. В случае поломки, запорная арматура позволит снять/заменить устройство без слива теплоносителя из системы;
• Перед и после него рекомендуется поставить антивибрационные вставки. Это не касается небольших насосов;
• После монтажа, корпус не должен испытывать давление от подсоединенных труб. При установке циркуляционного насоса на относительно протяженных трубопроводах, рекомендуется зафиксировать как сами трубы, так и насос. Это позволит уменьшить негативное воздействие вибрации;

Примечание! Перед насосом обязательна установка сетчатого фильтра, который позволит снизить вероятность повреждения механизмов различными механическими частицами (песок, ржавчина, окалина или другой шлам). Помимо этого, избежать загрязнения такими частицами, позволит его правильное месторасположение, он не должен быть установлен в самом нижнем участке отопительной системы.

• Установка циркуляционного насосв с мокрым ротором в наивысшей точке системы может привести к тому, что в него будет часто попадать воздух. Если все же в нем скопился воздух, необходимо при помощи отвертки или монетки медленно открутить винт спуска воздуха и дать теплоносителю вытечь в течении 2-4 секунд;

• Для поддержания циркуляционного насоса для системы отопления запрещается использовать деревянные (или выполненные из любого другого пожароопасного материала) подпорки, т.к. во время работы корпус может нагреваться до температуры +124°C, таким образом возможно возгорание таких подпорок;

Примечание! Всегда следует помнить, что корпус работающего насоса нагревается до высоких температур и существует вероятность ожога при соприкосновении с ним.

• Если система отопления только что смонтирована, перед эксплуатацией рекомендуется ее промыть водой температурой 80-85°C, после чего слить воду и только после этого заполнять систему «постоянным» теплоносителем. Это позволит удалить все загрязнения, которые могли попасть в отопительный контур в процессе монтажных работ;
• Вал мотора должен всегда находиться в горизонтальном положении.

Насос Wilo на распределительном коллекторе теплого пола.

Электрическая часть

• Подключение электрической части должно выполняться подготовленным специалистом согласно схеме подключения, которая есть в инструкциях и руководствах по монтажу.
• Клеммную коробку не следует направлять вниз, т.к. в случае протечки в нее может попасть теплоноситель. К тому же, в таком положении ее неудобно обслуживать.
• Насос в обязательном порядке заземляется.

Высокий уровень шума во время работы циркуляционного насоса с мокрым ротором может быть вызван:

1. присутствием воздуха;
2. низким давлением всасывания;
3. слишком высокой скоростью теплоносителя;
4. в движущиеся детали попали механические частицы.

Видео

При планировании отопления дома, помимо мощности нагревательного котла и расположения радиаторов, особое внимание уделяется движению теплоносителя. Если площадь помещения значительная, тогда естественная циркуляция будет малоэффективна, что негативно отразится на КПД такой системы. Чтобы повысить эффективность отопления помещений, в трубопровод дополнительно устанавливается насос, который обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости. Поскольку существуют разные типы циркуляционных насосов, выбор модели осуществляется с учетом эксплуатационных характеристик, наиболее подходящих для конкретных условий.

Назначение циркуляционных насосов

Принцип действия стандартной системы отопления замкнутого типа достаточно прост. Котел нагревает воду, которая проходит через радиаторы, отдавая накопленное тепло. В случае естественной циркуляции очень важно соблюдать точность при проектировании, сохраняя определенный угол наклона трубопровода. Однако вследствие незначительной скорости движения теплоносителя, он быстро остывает, и в котел возвращается холодная жидкость, заставляя его постоянно работать в полную нагрузку.

Чтобы устранить данный недостаток, применяются разные виды циркуляционных насосов. Их назначение заключается в создании давления теплоносителя, необходимого для обеспечения равномерного распределения тепла между всеми элементами системы. Прежде всего, это помогает снизить требования к соблюдению уклонов и сечению трубопровода. При этом разница температуры жидкости на выходе и входе котла составляет всего несколько градусов, что значительно уменьшает нагрузку на нагревательное оборудование и снижает энергозатраты.

Виды циркуляционных насосов

Основными элементами конструкции таких приборов являются:

• корпус, выполненный из нержавеющих сплавов;
• электродвигатель;
• лопастное колесо (крыльчатка), установленное на валу ротора.

При вращении лопастей возникает центробежная сила, в результате чего на выходном патрубке образуется требуемый напор, и жидкость нагнетается в трубопровод. Отличие между разными видами циркуляционных насосов для отопления заключается в типе ротора, который имеет две разновидности.

«Мокрый» ротор

Особенностью приборов «мокрого» типа является расположение лопастного колеса с ротором непосредственно в рабочей среде. При этом электрическая часть надежно герметизирована благодаря металлическому стакану, который разделяет статор и ротор.

То, что ротор постоянно находится в водной среде, обеспечивает ему непрерывное охлаждение и смазку деталей. При этом удается поглотить практически все вибрационные звуки, что делает данные аппараты практически бесшумными. Именно это свойство стало причиной большой популярности приборов «мокрого» типа в индивидуальных системах отопления.

Недостатком подобных устройств является низкий КПД (< 50%), что связано с невозможность надежной герметизации ротора при увеличении его диаметра. Поэтому их редко используют в случае большой протяженности трубопровода, когда требуется повышенная производительность.

«Сухой» ротор

В таком типе циркуляционного насоса ротор не контактирует с водой, а рабочая часть хорошо изолирована специальными защитными кольцами. Это позволяет безболезненно увеличивать габариты и мощность двигателя для перекачивания значительного объема теплоносителя. Преимуществом подобных приборов является КПД, достигающий 80%, а недостатком – высокий уровень шума, создаваемый в процессе работы.

В свою очередь данные аппараты могут выполняться в следующих вариантах:

• Консольные – имеют осевой вход и радиальный выход. Корпус электродвигателя снабжен самостоятельными узлами крепления и устанавливается на фундаментной плите.

• Вертикальные (in-line) – входной и выходной патрубки располагаются на одной оси и обладают одинаковым условным проходом. Мотор устройства располагается в вертикальном положении.

Какой тип выбрать

Вопрос выбора типа циркуляционного насоса для отопления – это вопрос сферы применения прибора, его производительности, цены и требований по шуму.

Сфера применения

Насос с «мокрым» ротором не рекомендуется устанавливать в открытую систему, например на ГВС. Поскольку в этом случае в воде, которая выполняет функцию смазки, могут быть разные примеси, в том числе песка. В результате микронные зазоры между ротором и изолированным статором быстро забьются, и прибор выйдет из строя уже через полгода-год такой работы. В закрытых системах, напротив, подобные устройства могут безотказно функционировать длительный период без всякого вмешательства со стороны человека.

Производительность и цена

Если требуемый напор для нормальной функциональности замкнутой системы составляет до 10 м, тогда целесообразнее применить «мокрый» ротор, который при производительности 25-30 м³/ч зачастую стоит дешевле «сухого» аналога.

При увеличении требований по напору стоимость и типоразмер аппарата «мокрого» типа будут выше, чем «сухого», и в этом случае выгоднее отдать предпочтение второму варианту. Кроме того, учитывая более высокий КПД «сухого» ротора, он будет потреблять меньше электроэнергии при одинаковых параметрах напора и производительности.

Для высокопроизводительных систем «сухой» ротор является более предпочтительным вариантом.

Уровень шума

Как уже отмечалось, «мокрый» тип циркуляционного насоса имеет пониженный уровень шума, чего нельзя сказать о моделях с «сухим» ротором. В этом случае посторонний звук идет не только от работы насоса, но и от вращения вентилятора, который охлаждает электродвигатель. Поэтому «сухие» аппараты обычно устанавливают в отдельных помещениях, где уровень шума не будет приносить никакого дискомфорта жильцам дома. В случае установки прибора непосредственно в жилом помещении целесообразнее выбрать менее шумный вариант.

Низкий уровень шума «мокрых» насосов играет определяющую роль при проектировании индивидуальных систем отопления

Нужно отметить, что даже если вы знаете, какие бывают циркуляционные насосы, и на что следует обратить внимание при выборе, перед приобретением лучше проконсультироваться со специалистами. Только профессионал с большим опытом проектирования подобных систем поможет подобрать оптимальный тип оборудования в зависимости от схемы отопления.

Видео: выбор насоса для отопления