Насос для водяної теплої підлоги: як обрати під площу і контури

Насос для водяної теплої підлоги: як підібрати під площу та кількість контурів

Коли власник приватного будинку вперше стикається з водяною теплою підлогою, усе виглядає складно: труби в стяжці, змішувальний вузол, котел, автоматика, циркуляційний насос, колектор. Часто запитання звучить дуже просто: чому взагалі потрібен окремий насос і як зрозуміти, який саме ставити, щоб система працювала стабільно, а не «напівтепло». Усе це тісно пов’язано з тим, як у вас організований колектор для теплої підлоги, скільки в системі контурів, яка площа обігріву та які реальні теплові втрати будинку. Якщо розібратися в базових речах, вибір насоса перестає бути лотереєю й стає логічним технічним рішенням.

1. Чому теплій підлозі потрібен окремий циркуляційний насос

У більшості сучасних котлів уже є вбудований насос, який ганяє теплоносій по основному контуру опалення: котел, радіатори, бойлер непрямого нагріву, змішувальні вузли. Здається логічним живити теплу підлогу від цього самого насоса, але в реальності схема працює інакше.

По-перше, радіаторне опалення зазвичай працює з вищими температурами. Для радіаторів нормально мати 60–75 °C на подачі й 40–60 °C на зворотці. Для теплої підлоги такі температури неприйнятні: поверхня підлоги стане надто гарячою, з’явиться дискомфорт, пересихання повітря, ризики по покриттю (ламінат, паркет). Тому у вузлі теплої підлоги організовують змішування більш гарячої води з котла з охолодженим теплоносієм із зворотки. Саме в цьому малому контурі і працює окремий циркуляційний насос, забезпечуючи стабільну циркуляцію з потрібною температурою.

По-друге, гідравліка радіаторної мережі і контурів теплої підлоги суттєво відрізняється. Радіаторна гілка має більший діаметр труб, меншу довжину окремих гілок, інші налаштування балансувальних клапанів. Контур теплої підлоги — це довга петля тонкої труби (часто 16 мм) довжиною до 80–100 м, покладена зі своїм кроком. Один і той самий насос не може однаково добре «продавити» і радіаторну мережу, і всі контури теплої підлоги. Окремий насос у колекторному вузлі відпрацьовує саме свою частину системи: кілька контурів з відомим опором, які підключені до одного колектора.

По-третє, тепла підлога часто працює в іншому режимі, ніж радіатори. Бувають періоди, коли радіатори вже або ще не потрібні, а підлога у ванній, коридорі чи на кухні має залишатися теплою. Окремий насос дозволяє зональне керування: автоматика може вмикати й вимикати контур теплої підлоги незалежно від основного опалення, не перевантажуючи котел і не змушуючи його працювати в некомфортних режимах.

2. Основні параметри насоса: витрата, напір, температурний режим

Щоб підібрати насос не «на око», а усвідомлено, потрібно розуміти три головних характеристики: витрату, напір і робочий температурний діапазон. Інші параметри — тип різьби, довжина корпусу, тип керування — вже підбираються під конкретну систему, але вони не змінюють базову фізику процесу.

Витрата насоса показує, який об’єм теплоносія він здатний прокачати через себе за одиницю часу. Для насосів опалення витрату зазвичай вказують у кубічних метрах на годину. Саме ця величина забезпечує передачу потрібної теплової потужності від котла до контурів теплої підлоги. Якщо витрати не вистачає, підлога буде прогріватися недостатньо, особливо на віддалених ділянках, а температури в різних кімнатах можуть сильно відрізнятися.

Напір — друга важлива характеристика. Він не про те, «на яку висоту підніме воду» насос, а про те, який гідравлічний опір системи він здатен подолати. Для контурів теплої підлоги опір створюють довгі петлі труби, з’єднання, повороти, запірна арматура, сам колектор, змішувальні клапани, сервоприводи, витратоміри. Напір вимірюється в метрах водяного стовпа. Для невеликих систем теплої підлоги у приватних будинках зазвичай достатньо насосів із максимальним напором 4–6 м, але важливо дивитися не тільки на максимум, а на те, як виглядає робоча точка при потрібній витраті.

Температурний діапазон для насосів опалення типово складає від кількох градусів вище нуля до 90–110 °C. Хоч тепла підлога працює в зоні 30–45 °C, насос має бути розрахований на повний діапазон опалювальної системи, щоб у разі змін чи сервісу його можна було без проблем інтегрувати. Крім того, короткочасні підвищення температури, нештатні ситуації, режими запуску системи вимагають запасу по температурі.

3. Приблизний розрахунок витрати за площею і кількістю контурів

Повноцінний проект системи опалення враховує тепловтрати будівлі, тип утеплення, вікна, повітрообмін. Але для орієнтовного підбору насоса власнику будинку часто достатньо мати спрощену модель, яка дає порядок цифр, а не точність до відсотка.

Починають із оцінки теплового навантаження. Для сучасного приватного будинку з нормальним утепленням часто орієнтуються на 70–100 Вт теплової потужності на квадратний метр опалюваної площі. Якщо будинок добре утеплений, можна брати ближче до нижньої межі, якщо є сумніви або втрати більші — до верхньої.

Наприклад, потрібно організувати теплу підлогу на площі 80, 100 і 140 м². Для наочності виберемо умовне значення 80 Вт/м² і подивимося, яку орієнтовну витрату повинен забезпечувати насос при невеликому температурному перепаді в контурах (близько 5 °C між подачею і звороткою). Результати можна звести в таблицю:

Розрахунок базується на формулі зв’язку теплової потужності, витрати й температурного перепаду:
Q = 0,86 × G × ΔT, де Q — потужність у кВт, G — витрата в м³/год, ΔT — різниця температур між подачею та звороткою в градусах.

Для площі 100 м² при тепловому навантаженні 80 Вт/м² отримаємо Q = 8 кВт. При ΔT близько 5 °C маємо:

8 = 0,86 × G × 5, звідки G ≈ 1,9 м³/год.

Це означає, що насос, встановлений у змішувальному вузлі теплої підлоги, повинен комфортно працювати в зоні витрати близько 1,8–2,0 м³/год. Якщо площа більша або теплові втрати вищі, потрібна витрата також зростає. Далі цю сумарну витрату розподіляють між окремими контурами на колекторі, враховуючи, що кожен контур має свою довжину, крок укладання труби й теплове навантаження приміщення.

4. Напір і втрати тиску в контурах та на колекторі

Коли з витратою все більш-менш зрозуміло, на черзі напір. Саме він відповідає за те, чи зможе насос «продавити» найдовший контур при заданій витраті. У простій одноетапній системі теплої підлоги, де всі контури підключені до одного колектора, головний опір створює найважча ділянка: найдовша петля труби з урахуванням усіх поворотів, фітингів і арматури на шляху теплоносія.

Опір труби залежить від її внутрішнього діаметра, матеріалу, шорсткості стінок і швидкості потоку. У системах теплої підлоги найчастіше застосовують труби 16 або 17 мм. Щоб уникнути надмірних втрат тиску, довжину одного контуру обмежують, як правило, 80–100 м, а іноді й меншою величиною, якщо є складна геометрія або велика кількість поворотів.

Крім труби, потрібно врахувати втрати на колекторі. Сам колектор для теплої підлоги може бути оснащений витратомірами, термоголовками, сервоприводами, запірними клапанами. Кожен із цих елементів додає свою частку до сумарного опору. Далі йдуть змішувальні та запірні клапани у змішувальному вузлі, іноді — додаткові фільтри, грязьовики, повітровідводи. Усі ці елементи з’їдають частину напору, який розвиває насос.

На практиці для систем теплої підлоги в приватних будинках із площею до приблизно 120–150 м² часто вибирають циркуляційні насоси типорозміру 25/4 або 25/6, орієнтуючись на те, що при витраті в районі 1,5–2,5 м³/год напору 4–6 м зазвичай достатньо, щоб забезпечити роботу всіх контурів. Якщо система значно більша, є кілька поверхів, довгі магістралі до колекторних шаф або складні гідравлічні схеми, запас по напору стає критичнішим, і краще дивитися в бік моделей із більшою висотою напору і електронним регулюванням.

Важливий момент: орієнтуватися тільки на максимальний напір, вказаний у паспорті, неправильно. Насос працює не в точці максимальних значень, а в точці перетину його характеристики з характеристикою опору конкретної системи. Тому завдання монтажника або проектанта — підібрати насос так, щоб у робочій зоні, при потрібній витраті, він мав достатній, але не надлишковий напір. Сучасні енергоефективні моделі з електронним керуванням частково знімають цю проблему, оскільки автоматично зменшують напір і споживання енергії, коли опір системи невеликий, але базовий підбір усе одно має бути коректним.

5. Типові помилки під час вибору насоса для теплої підлоги

Навіть хороший насос можна перетворити на джерело проблем, якщо підібрати його без розуміння системи, а змонтувати — без урахування базової гідравліки. Є набір помилок, які постійно повторюються на практиці й дають передбачуваний результат у вигляді холодних зон, шуму в трубах або зайвих витрат на електроенергію.

1. Вибір насоса тільки за порадою знайомих або продавця без прив’язки до конкретної площі й кількості контурів. У результаті ставлять або занадто слабку модель, яка не дає достатньої витрати й напору, або надмірно потужну, яка працює «вперемішку» з незбалансованою системою.

2. Орієнтація виключно на максимальні цифри в характеристиках, а не на робочу точку. На етикетці може бути «до 3 м³/год, до 6 м напору», але реальна точка роботи при вашій системі буде зовсім в іншому місці. Якщо не дивитися на криву насоса, легко промахнутися й отримати або недостатню циркуляцію, або надлишкову швидкість потоку з шумом у трубах.

3. Відсутність нормального балансування контурів на колекторі. Навіть правильно підібраний насос не вирівняє систему, де колектор без витратомірів, а контури з різною довжиною відкриті «як вийшло». У такій схемі ближчі до насоса петлі завжди будуть забирати на себе більше теплоносія, а дальні залишаться напівхолодними.

4. Економія на автоматикі й відсутність коректного управління роботою насоса. Якщо насос працює цілодобово на максимальній швидкості, а температура в приміщеннях коригується тільки котлом, система буде неекономною і менш комфортною. Кімнатні термостати, сервоприводи на колекторі, погодозалежна автоматика роблять роботу насоса гнучкішою й дозволяють знизити споживання електроенергії без втрати комфорту.

5. Ігнорування якості теплоносія й правил монтажу. Відсутність фільтра перед вузлом теплої підлоги, неправильне розташування насоса щодо ротора, недбале розповітрювання системи — усе це призводить до роботи на межі можливостей, до шуму, вібрацій, передчасного зносу підшипників. Навіть дорогий насос у брудній, завоздушеній системі з некоректно зібраним колектором не відпрацює свій ресурс.

Висновок

Окремий циркуляційний насос для водяної теплої підлоги — це не «примха монтажників», а логічний елемент системи, який відповідає за стабільну циркуляцію теплоносія в контурах з низькою температурою й великим гідравлічним опором. Щоб підібрати його правильно, потрібно послідовно пройти кілька кроків: оцінити теплове навантаження за площею, визначити орієнтовну витрату за формулою зв’язку потужності і ΔT, зрозуміти, які втрати тиску створюють труби, колектор і арматура, і вже під ці умови вибирати модель із потрібною витратою й напором у робочій зоні.

Добре продуманий змішувальний вузол, грамотно підібраний насос, якісний колектор для теплої підлоги з можливістю балансування контурів і базова автоматика дають у підсумку просту річ: рівномірно теплу підлогу в усіх кімнатах без холодних плям, без зайвого шуму і без відчуття, що система живе своїм життям. Якщо ж на етапі вибору насоса уникнути типових помилок і не економити на критичних елементах, тепла підлога буде працювати роками, а витрати на її експлуатацію будуть прогнозованими і контрольованими.