Еще раз о насосах. Циркуляционный насос — насос номер один

Говорят, что первый насос появился на земле две тысячи лет назад, и сконструировал его не кто иной как великий греческий математик, физик, инженер, изобретатель и прочая, и прочая... — Архимед. Тот самый, что придумал закон, названный затем его именем, смастерил рычаг, которым грозился перевернуть мир, если ему дадут точку опоры, тот, что первым воскликнул: "Эврика!" — слово, ставшее девизом всех первооткрывателей.

“Архимедовым винтом” и поныне называют заключенный в трубу широкий винт, в котором он разглядел инструмент для подъема воды. Его устройство, как все гениальное, было простым: в некий сосуд наклонно опускали вал, обвитый цилиндрической спиралью, а та, в свою очередь, была обшита сверху промасленной тканью. Усилий одного человека было достаточно для того, чтобы вода по вращающемуся винту послушно поднималась вверх и выливалась в приемный лоток. Письменные источники подтверждают, что спустя много столетий средневековые механики мастерили гидравлические машины со спиральными валами, используя все ту же конструкцию Архимеда.
Кстати, в России первый центробежный насос был создан инженером А.Саблуковым в 1838 году, и в основе его конструкции тоже лежала бессмертная идея великого ученого древности. Но сегодня наш разговор не обо всех насосах вообще, а о конкретных — циркуляционных, которые сейчас широко используются в системах отопления и горячего водоснабжения. Практика подтвердила их высокую эффективность и надежность. Во-первых, за счет максимально рационального расхода энергии, идущей на обогрев здания. Ведь циркуляционный насос избавляет от необходимости сильного нагрева теплоносителя, без чего не обойтись при использовании схем с естественной циркуляцией. Сегодня, например, весьма популярными стали системы, в которых температура в подающем трубопроводе поддерживается на уровне всего лишь 55 градусов.
Во-вторых, появляется дополнительная возможность регулировать подачу теплоносителя в прямой зависимости от потребности в нем. Поясним этот тезис на конкретном примере из нашей строительной действительности. В большинстве эксплуатируемых жилых домов и промышленных зданий протяженность трубопроводов достаточно велика, и, естественно, проходящая по магистрали горячая вода успевает остыть, пока попадает к потребителю. Это не только создает дискомфорт для пользователя, но и приводит к материальным потерям: человек открывает кран и долго ждет, когда же польется вода нужной ему температуры.
Современные циркуляционные насосы серии COMFORT производства фирмы Grundfos избавляют от этих неудобств и потерь, потому что оснащены устройствами, которые регулируют подачу воды по времени или температуре. В насос встроен термостат, который автоматически отключает и включает его.

Экономически важным можно считать и такое обстоятельство: применение современного циркуляционного насоса удешевляет систему отопления или водоснабжения в целом, так как дает возможность применять трубы меньшего, чем при естественной циркуляции, диаметра, позволяет экономить до 30% топлива, используемого на нагрев теплоносителя.
А теперь поговорим о двух наиболее распространенных разновидностях "циркуляционников" — насосах с "сухим" и "мокрым" роторами. К первому типу относят традиционные консольные, моноблочные, а также Inline-насосы (у фирмы GRUNDFOS это насосы типа CR, TP(D), LM(D), LP(D)). Последние снабжены скользящим торцевым уплотнением, которое состоит из двух очень точно отполированных колец. При включении насоса кольца начинают вращаться друг относительно друга. Между поверхностями скольжения находится тонкая водяная пленка. Учитывая, что кольца прижаты друг к другу пружиной, при износе уплотнения происходит его самоподгонка. Это обеспечивает насосу гарантированную герметичность.
В зависимости от вида теплоносителя и его температуры в качестве материалов для торцевого уплотнителя используют графит, керамику, нержавеющую сталь, карбид вольфрама, оксид алюминия и другие материалы. Они во многом и обеспечивают длительный срок службы уплотняющих колец — при перекачке обычной воды в нормальных условиях эксплуатации они не требуют никакого обслуживания в течение 3-4 лет. Для сравнения скажем, что традиционная сальниковая набивка не обеспечивает должной герметичности, требует подвода воды для смазки и охлаждения, а также нуждается в регулярном обслуживании.

Циркуляционные насосы с "мокрым" ротором появились давно, в начале пятидесятых годов прошлого века. В странах, где не распространено централизованное теплоснабжение, они получили довольно широкое распространение. Естественно, у "мокрого" насоса ротор вместе с рабочим колесом погружен в перекачиваемую жидкость. Она смазывает подшипники вала и одновременно охлаждает мотор. Герметичность находящейся под напряжением части двигателя обеспечивает разделительный стакан, изготовленный из нержавеющей немагнитной стали. Вал ротора часто делают из керамики, подшипники — из керамики или графита. Корпус насоса для систем отопления, как правило, отливают из чугуна. Для горячего водоснабжения используют модели с бронзовыми или латунными корпусами. Словом, делается все, чтобы обеспечить долговечную и устойчивую работу агрегата.
К этой характеристике следует, видимо, добавить, что насосы "мокрого" типа работают практически бесшумно и в течение многих лет обходятся без технического обслуживания. Их монтаж, ремонт или замена не требуют таких трудоемких операций, как, например, центрирование. Но у этого "циркуляционника" есть, к сожалению, и серьезный изъян: КПД его работы не превышает 50 процентов, в то время как у "сухих" его собратьев этот показатель может подниматься до 80 процентов. Потому он больше востребован в малых системах отопления и горячего водоснабжения.
В Республике Беларусь и Европе наибольшее распространение получили насосы следующих фирм:
— GRUNDFOS (Дания);
— WILO (Германия);
— DAB (Италия).

Фирма GRUNDFOS является мировым лидером насосостроения и выпускает более 50% мирового производства циркуляционных насосов. Популярность насосов GRUNDFOS обусловлена организацией сервисного обслуживания во всех странах, где реализуются насосы этой фирмы. В Республике Беларусь работает два сервисных центра GRUNDFOS. Реализация насосов WILO и DAB в РБ сдерживается из-за отсутствия официальных сервисных служб этих предприятий.
Названные нами фирмы постоянно ищут пути усовершенствования своей продукции. Например, в насосе с "мокрым" ротором они предложили объединить отдельные его части в блоки, что облегчает их замену. Такая конструкция легко разбирается на пять модулей: корпус насоса; рабочее колесо; вал с подшипниками и ротором; корпус мотора со статором; клеммную коробку. Еще более совершенной моделью фирмы GRUNDFOS и VORTEX специалисты считают так называемые шаровые насосы для горячего водоснабжения. Их ротор выполнен в виде полусферы со встроенным рабочим колесом, что максимально облегчает промывку и очистку насоса, а также исключает возможность заклинивания.
Оригинальной новинкой на рынке теплотехнического оборудования стало использование в насосах магнитной муфты, которая до сих пор применялась только в агрегатах, работающих в агрессивных средах в химической промышленности и других отраслях.

И в заключение несколько слов о последней разработке концерна GRUNDFOS в сфере отопления и горячего водоснабжения — установке Pump Plan. Она состоит из двух объединенных единым корпусом насосов, один из которых подает теплоноситель от котла к бойлеру горячего водоснабжения, а другой обеспечивает циркуляцию системы отопления. Такое конструкторское решение исключает необходимость использования в теплоснабжении дома традиционных трехходовых клапанов. Двигатель каждого из насосов управляется при этом автоматикой той системы, в которой он работает.
О других новостях в мире циркуляционных насосов поговорим в следующих наших публикациях.

Специалисты насосного отдела ООО "Триатерм"