Почему в системе отопления греется циркуляционный насос: основные причины и их устранение

В отличие от других систем отопительного котла, насосный агрегат работает постоянно, не выключаясь ни на секунду. Поэтому не удивительно, что циркуляционный насос греется. Каждый электродвигатель под нагрузкой рассеивает часть энергии, при этом нагревается. Проблема в том, что при неправильной настройке режима обмотка, корпус, подшипники нагреваются сильнее, чем должны. Если не наладить работу котла, то электромотор, скорее всего, будет греться, пока не сгорит.

Устройство насоса

В большинстве конструкций газовых котлов используется удачная модель циркуляционного агрегата. Для твердотопливных, угольных, дровяных вариантов насосное циркуляционное оборудование приходится подбирать и рассчитывать индивидуально.

Моделей и марок насосов много. Практически каждая компания, выпускающая отопительное оборудование, делает свои насосы или использует продукцию известных брендов, таких как WILO Navien Duca ERCO. Всех их объединяет два фактора:

1. Они выполняют одну и ту же функцию, имеют практически одинаковые параметры и размеры.
2. Циркуляционные насосы устроены по одной и той же схеме – центробежной, с мокрым или сухим ротором.

Различия могут быть лишь по уплотнению вала и регулировании скорости вращения. Один и тот же насос в системе отопления может работать на нескольких режимах. При этом обеспечивает необходимый напор и расход воды.

По сути, циркуляционный насос – это асинхронный двигатель с литым алюминиевым ротором, установленный внутрь корпуса с крыльчаткой.

На рабочее колесо-крыльчатку монтируется крышка улитки. Колесо может быть закрытого или открытого типа.

В дополнительном боксе на корпусе смонтировано реле пуска и рабочий конденсатор.

При вращении колеса с крыльчаткой внутри улитки создается центробежный кольцевой поток воды, который по инерции выбрасывается в улитку, далее – по напорной трубе датчика протока, к теплообменнику. Трущихся деталей нет, только подшипники и вал в уплотнении. Греться практически нечему. Поэтому, если циркуляционный насос греется, значит, он работает на нерасчетном режиме, испытывает дополнительную нагрузку.

Основные причины нагрева

Электромотор, а для некоторых случаев и проточная часть «колесо-улитка» могут греться по причинам, которые сложно обнаружить визуально. Вывод можно сделать только по косвенным признакам. Почему греется – из-за рассеивания электрической энергии в тепловую, а также результате трения деталей и водного потока.

Основных причин всего четыре:

1. Неправильное подключение.
2. Недостаточное напряжение электропитания или неправильная замена конденсатора.
3. Посторонние предметы, пробки, загрязнения в системе отопления, проточной части контура.

Любой двигатель насоса греется под нагрузкой. В напольных внутридомовых системах отопления циркуляционные агрегаты с металлическим (алюминиевым или чугунным) корпусом могут нагреваться до 70оС, при этом предельная температура теплоносителя достигает 90оС.

Легкие циркуляционные насосы квартирных настенных котлов выполнены в пластиковом корпусе, греются максимум до 40-50оС, при этом температура прокачиваемой воды примерно такая же.

Обмотка асинхронного двигателя, которая и является основным источником тепла, спроектирована так, что максимальный КПД достигается при определенных оборотах вращения ротора и стабильном напряжении 220-230 В для бытовых циркуляционных насосов. Любой выход за пределы оптимального «коридора» по напряжению или оборотам (напору) приводит к тому, что КПД резко снижается, электрическая энергия рассеивается как тепло, и циркуляционный насос греется.

Не хватает напряжения в сети

В теории производительность (обороты) асинхронного двигателя можно регулировать, уменьшая или увеличивая напряжение питания на обмотках. Но этот метод не используется из-за того, что двигатель сильно греется. Поэтому, если напряжение сети сильно упало, то циркуляционный насос не сможет выдать требуемый напор, при этом будет сильно греться.

Водяной насос неправильно смонтирован

В газовом двухконтурном котле отопления неправильно установить циркуляционный аппарат практически невозможно. Другое дело, если устанавливают внешний насос для увеличения скорости движения по контуру с естественной циркуляцией теплоносителя.

Насосный агрегат будет греться в двух случаях:

1. Если вал двигателя и ось вращения рабочего колеса расположены под углом к линии горизонта. Чтобы исключить потери на рассеивание тепла, вход внутрь рабочего колеса циркуляционного насоса должен быть горизонтальным. В идеале это должен быть прямой участок трубы, расположенный горизонтально.
2. Насос установлен на горячей трубе котла (на выходе из теплообменника).

В нагретом до 80-90оС выходящем водяном потоке растворено до 10% перегретого пара. Происходит так называемое подкипание теплоносителя. При попадании внутрь улитки циркуляционного насоса пузырьки схлопываются в жидкость и выделяют много тепла. Сильно греется само рабочее колесо, вал, подшипники насоса.

Поэтому насосный агрегат ставят на холодной стороне котла или, как у газовых настенных моделях, прямо перед входом в теплообменник. Только тогда насос не будет греться.

Засор в системе отопления инородным телом

Если внутрь трубы контура попадает смазка, окалина, пакля, фум-лента, то весь этот мусор рано или поздно окажется внутри проточной части на фильтре-грязевике. Причем грязевая пробка как бы не особо страшна для рабочего колеса.

Вероятность заклинивания велика, только если это твердый предмет. Например, камушек, оставленный недобросовестными слесарями при сборке отопления. Только тогда есть риск заклинивания. Но чаще крыльчатка просто разрушается от удара. Мелкий мусор лопасти разбивают в порошок.

Хуже, если осевшие на фильтре-грязевике инородные тела заблокируют сечение труб. Пропускная способность контура уменьшается до минимума. В этом случае циркуляционный насос будет заниматься перекачиванием воды в небольшом объеме улитки и корпуса. Лишь небольшая часть будет просачиваться внутрь контура контур.

Вода и корпус циркуляционного насоса будут греться. Это явление называется гидродинамический нагрев. Он настолько силен, что даже относительно теплая вода с обратки, попав в работающий насос, может закипеть. Греться будут трубы, корпус и обмотка мотора.

Недостаточный напор

У центробежных насосов есть один важный конструктивный недостаток. Для стабильной работы рабочего колеса нужен напор на входе внутрь насоса. Если он недостаточный, то вода, попадая на лопатки, начинает кипеть пузырями. Это называется кавитация. При этом выделяется много тепла, благодаря чему циркуляционный насос будет греться, сколько бы ни смазывали подшипники и ни промывали контур отопления. При этом внешних причин для нагрева видно не будет. Единственное, что выдает кавитацию, это низкий гул и быстрый износ лопастей.

Устранить проблему можно лишь увеличением проходного сечения труб и уменьшением кранов, задвижек, фильтров – арматуры, на которой срабатывается гидравлическое давление. Тогда напор воды на входе повысится, и насос не будет греться.

Недостаток смазки подшипников

Любой мотор или циркуляционный насос с электродвигателем, работая на «сухих» подшипниках, греется сильно. Спасти ситуацию можно лишь нанесением на обойму достаточного количества смазки.

У мощных насосных аппаратов предусмотрены специальные устройства доступа – съемные крышки, лючки, масленки, через которые удобно смазывать подшипники.

Но нужно быть внимательным, если смазать не тем видом смазки, то насос будет греться даже сильнее, чем прежде. Правда, тепло будет выделяться преимущественно на подшипниках.

Некоторые модели, используемые на двухконтурных котлах, смазываются один раз за весь срок эксплуатации. Но в них устанавливаются преимущественно подшипники скольжения (втулки). Монтаж других вариантов не предусмотрен.

Брак

Обычно в бракованных устройствах греется преимущественно обмотка двигателя или конденсатор. В этом случае насос греется при работе даже в идеальных условиях. Так как электродвигатель собирался КНР или Индией, то толщина изоляции провода минимальная. Если внутрь попадет хотя бы небольшое количество влаги, то мотор первое время будет греться, затем перегорит. Обычно это происходит при сильных скачках напряжения в сети.

Брак может быть в виде шероховатостей и наплывов внутри улитки и корпуса. Чтобы циркуляционный электронасос не грелся, внутренняя поверхность должна быть гладкой, почти полированной. Иначе потери возрастают на порядок, напор падает, а корпус греется.

Как исправить нагрев

Первое и самое важное – нужно промыть трубы и запорную арматуру отопительного контура. Краны с небольшим проходным сечением заменить на размер больше. Выбросить все обратные клапаны, на байпасах заменить их на обычные шаровые задвижки. Все это уменьшит гидравлические потери, добавит гидравлический напор на входе в циркуляционный насос.

Далее насос нужно переставить с верхней трубы (прямой) на нижнюю обратку. Если нет места, то вварить дополнительное колено. Это уменьшит тепловую нагрузку на двигатель плюс снизит риск прогара теплообменника, если вдруг выключат электроэнергию.

Чтобы циркуляционный насос не грелся, нужно выбирать модель с запасом по мощности, хотя бы на 15%. У такого электродвигателя чуть выше потери, но зато вдвое больше площадь поверхности. Поэтому тепло рассеивается в воздух более эффективно, и насос не будет греться.

Правила эксплуатации и профилактика

В работе системы отопления самое важное – это температура и давление теплоносителя. Нужно контролировать температуру подшипников и конденсатора. Можно установить датчик температуры, использовать ручной бесконтактный инфракрасный термометр или периодически проверять крышку рукой.

Профилактика простая – раз в год, перед началом сезона отопления, нужно промывать систему и улитку циркуляционного агрегата. Обязательно проверять работу двигателя на холостых оборотах.

Если подшипники новые, то можно отказаться от консистентных смазок и использовать качественное моторное масло. В каждый закапывается по 10-15 капель. Это вдвое уменьшит потери на трение, но смазывать придется несколько раз за отопительный сезон. По мере износа нужно промыть подшипники и заложить консистентную смазку.

Причин, по которым греется циркуляционный электронасос, существует не так много. Важно правильно сделать диагностику, найти «болезнь». Единственное, чего не стоит делать, это регулярно разбирать и собирать насосный агрегат, после очередной переборки техника всегда работает хуже, чем до нее.

Расскажите о своем опыте «лечения» циркуляционных насосных агрегатов. Из-за чего они нагревались, и как устранялась проблема? Сохраните статью в закладках, чтобы полезная информация всегда была доступна.