Насоси GRUNDFOS: комфорт заміського будинку

Все, що потрібно для комфорту

З кожним роком все більше сімей віддають перевагу заміському будинку квартирі в галасливому мегаполісі. Неабиякою мірою цьому сприяє високий рівень комфорту, який забезпечують сучасні інженерні рішення для індивідуального житла. На сьогоднішній день він не поступається зручностям міської квартири і часто перевершує їх. Однак досягти цього можна лише за умови правильного підбору обладнання. Особливу увагу слід приділяти вибору насосів, які забезпечують роботу всіх систем: водопостачання, каналізації, опалення та вентиляції.

Це наочно ілюструє приклад реалізації проекту реального заміського будинку на базі насосів GRUNDFOS.

Комфорт без компромісів

Будинок побудований в одному з котеджних селищ у Підмосков’ї та розрахований на цілорічне проживання сім’ї із трьох осіб. Загальна площа котеджу – 314 м², у тому числі 99 м² – підвал, 107 м² – перший поверх, 108 м² – другий. Під час будівництва використовували газобетонні блоки, теплоізоляція фасадів — екструдований пінополістирол. Таке поєднання забезпечує один із найвищих показників енергоефективності стін, що важливо як узимку (для збереження тепла), так і влітку (для захисту від спеки). Підвал – монолітний бетон, а також утеплений ЕППС.

« Основними вимогами замовника до інженерного обладнання були надійність і функціональність. Тому ми запропонували добре відомі рішення, перевірені на багатьох об’єктах і зарекомендували себе з найкращого боку. Економічність в ході експлуатації стала другим за значимістю побажанням: клієнт не мав мети отримувати матеріальну вигоду за рахунок експлуатації енергоефективного обладнання. Однак у ХХІ столітті вже немає сенсу використовувати морально застарілі рішення, хай і надійні. Сьогодні ми маємо широкий спектр сучасних пристроїв, що дозволяють значно знизити навантаження як на електричну мережу (що важливо для заміського будівництва), так і на гаманець замовника », – розповідає керівник відділу маркетингу за напрямком побутового обладнання « Грундфос ».

Вперше фахівці компанії-підрядника та інженери Grundfos зустрілися з домовласником у лютому 2020 року. На розробку проектного та технічного рішень, їх узгодження та підготовку кошторису пішов місяць, і наприкінці березня було закуплено основне обладнання для системи опалення. Монтажні роботи розпочалися наприкінці травня та завершилися до липня.

Наступний етап – монтаж обладнання системи водопостачання та котельні. Роботи з її тимчасової обв’язки було завершено восени. І до новорічних свят газовий казан запустили на контур радіаторів. На початку 2021 року обв’язку закінчили повністю, що дозволило підключити теплу підлогу, контур ГВП та систему припливно-витяжної вентиляції з підігрівом повітря. Після цього залишилося виконати комутацію електричної частини та налаштувати автоматику котельні.

« Будинок насичений сучасними інженерними рішеннями, тому найважче було розмістити все обладнання у відведених для цього технічних приміщеннях – у котельні на першому поверсі та у вентиляційній камері, розташованій у підвалі. Наприклад, у котельні, крім двох котлів, бойлера непрямого підігріву гарячої води, а також балансувального колектора з гідрострілкою та насосними групами, потрібно встановити парогенератор для підтримки комфортного мікроклімату. По суті, такий зволожувач повітря є конденсаційним газовим котелом особливої ​​конструкції. Він кип’ятить воду і спеціальним паропроводом подає пару в систему вентиляції », – пояснює керівник компанії, яка здійснювала монтаж обладнання.

Структура системи опалення

У будинку використовується комбіноване опалення: радіатори, тепла підлога та підігрів припливного повітря для примусової вентиляції. Останнім часто нехтують, однак саме через цю систему в малоповерхових будівлях може втрачатися до 60% тепла, що віддається опалювальними приладами. Підігрів припливного повітря вирішує проблему.

Радіатори встановлені на всіх поверхах. У підвалі розташовані чотири опалювальні приміщення: кімната відпочинку (вона ж кабінет), майстерня, тренажерний зал та пральня. Їх опалюють вісім радіаторів сумарною тепловою потужністю 11,4 кВт.

Перший поверх — це суміщена зі їдальнею велика (59,5 м²) вітальня, кухня площею 17,9 м², передпокій з вбиральні (19 м²), санвузол (4,4 м²). І 7,2 м² займає котельня з двома входами – з кухні та з вулиці. Основним джерелом тепла є шість контурів водяної теплої підлоги загальною потужністю 4,8 кВт, які укладені на площі 90 м². Крім них під вікнами встановлено шість радіаторів сумарною потужністю 11,9 кВт. Крім того, у вітальні є камін.

« Важливо розуміти, що тепла підлога істотно ефективніша за радіатори, оскільки віддає тепло рівномірно по всій площі приміщень. До того ж, вона відноситься до категорії низькотемпературних джерел. Тому, незважаючи на невелику щодо радіаторів теплову потужність, вона є основним засобом обігріву приміщень першого поверху », – пояснює представник монтажної організації.

На другому поверсі тепла підлога укладена лише у двох санвузлах (приблизно по 5 м² кожен) та виробляє сумарно 0,6 кВт тепла. Три спальні (трохи більше 20 м² кожна) та хол (близько 20 м²) опалюються дев’ятьма радіаторами загальною потужністю 11,4 кВт.

В опалювальній системі, включаючи теплообмінник вентиляційної камери (його потужність становить 10 кВт), циркулює вода. Монтаж трубопроводів виконаний за технологією з нерозбірними з’єднаннями.

Основним джерелом тепла є одноконтурний газовий конденсаційний котел потужністю 45 кВт з електронним управлінням. Він встановлений у комбінації з ємнісним водонагрівачем системи ГВП. На випадок перебоїв у подачі газу є резервний електрокотел.

Автоматичне керування мікрокліматом

Проектом передбачена незалежна підтримка заданої користувачами температури повітря в кожному приміщенні. Для реалізації цього завдання було побудовано модульну систему з покімнатним керуванням на базі комбінованих електронних терморегуляторів для теплої підлоги та радіаторного опалення. Вони контролюють витрату теплоносія через опалювальні прилади в окремих приміщеннях, регулюючи його за допомогою сервоприводів на колекторах, і таким чином підтримують обрану користувачами температуру.

Для узгодження режиму роботи окремих контурів у масштабі всієї опалювальної системи було обрано розумні циркуляційні насоси GRUNDFOS ALPHA225–60, які вміють вимірювати та аналізувати мінливий гідравлічний опір системи. Вони встановлені у складі насосних груп на колекторах теплої підлоги та радіаторного опалення. Завдяки наявності вбудованого частотного перетворювача ці насоси здатні автоматично підлаштовувати свої робочі параметри до потреб системи у кожний момент часу, що дозволяє уникнути надлишкового тиску та у кілька разів знизити споживання пристроями електроенергії.

« Роботою насоса управляє вбудований інтелектуальний контролер. Задіяно фірмову функцію AUTOADAPT, розроблену спеціально для опалювальних систем з погодним регулюванням. У цьому режимі електроніка безперервно стежить за коливаннями витрати та напору, які змінюються, зокрема, внаслідок роботи кімнатних терморегуляторів. Програма автоматично знаходить оптимальну на даний момент часу робочу точку і для переходу до неї відповідним чином змінює продуктивність насоса, підвищуючи чи знижуючи частоту обертання двигуна », – пояснює представник ГРУНДФОС.

Вибір потрібної робочої точки проводиться із завантаженої на згадку контролера матриці оптимальних робочих параметрів, отриманих виробником в ході багаторічних випробувань. При цьому вбудований частотний перетворювач змінює частоту обертання двигуна плавно з кроком 1/100 діапазону регулювання, що забезпечує високу точність підстроювання.

Насос ALPHA2, встановлений у контурі теплої підлоги, працює в режимі постійного тиску. Його продуктивність змінюється прямою, адаптуючись до фактичного навантаження на систему опалення.

Крім описаних режимів, насоси цього типу можуть працювати для підтримки пропорційного тиску або фіксованої швидкості обертання двигуна. Крім того, інтелектуальний контролер дозволяє використовувати додаткові функції:

• нічний режим. Якщо температура теплоносія в трубопроводі, що подає, за дві години падає на 10–15 °C або більше, насос автоматично перемикається в економічний режим і повертається до нормального при підвищенні температури теплоносія на 10 °C;
• Літній режим. Його запускають після завершення опалювального сезону для захисту системи опалення та ротора насоса від «закисання»: раз на добу він включатиметься на дві хвилини на мінімальних обертах.

Завдяки конструкції з «мокрим» ротором, вбудованим захистом від сухого ходу та функцією надійного запуску, яка створює підвищений пусковий момент для забезпечення пуску насоса після тривалого простою, ALPHA2 практично не потребує обслуговування.

Балансування системи опалення

Для коректної роботи складної погодозалежної системи опалення, що включає інструменти керування мікрокліматом, необхідно перед запуском в експлуатацію виконати гідравлічне балансування всіх гілок, щоб узгодити їх гідравлічний опір. Це потрібно, щоб регулювання витрати теплоносія в окремих контурах опалення працювало ефективно.

Класичний спосіб балансування є вкрай трудомістким процесом: потрібно вручну по черзі вимірювати температуру кожного нагрівального елемента, перекриваючи всі інші, самостійно аналізувати результат і підганяти налаштування балансувальних клапанів. Це вимагає від монтажника міцних нервів, досвіду і дуже багато часу.

Циркуляційні насоси GRUNDFOS ALPHA2 дозволяють спростити процес завдяки наявності вбудованої функції допомоги в налаштуванні балансувальних вентилів. У котеджі площею 314 м², що розглядається, на виконання цього завдання потрібно не більше трьох годин, у той час як правильне балансування звичайним способом у професіонала зайняло б у кращому випадку цілий день.

Для балансування з ALPHA2 потрібно скачати на смартфон безкоштовний додаток Grundfos GO Balance та за допомогою компактного Bluetooth-модуля ALPHA Reader встановити зв’язок із насосом. Задавши програмі параметри системи опалення (площа приміщень, число та тип опалювальних приладів, оптимальну температуру для кожної кімнати тощо), необхідно запустити процес та дотримуватися інструкцій. В результаті додатком будуть розраховані налаштування для балансувальних клапанів на колекторах теплої підлоги та радіаторного опалення.

Схема роботи котельні

У системі, що розглядається, вторинні опалювальні контури пов’язані з котловим через гідравлічний роздільник – гідрострілку. Вона зрівнює перепад тиску між подавальним та зворотним контурами і забезпечує незалежність циркуляції в кожному з них, «розв’язуючи» їх за витратою та температурою. При цьому насоси первинного та вторинних контурів не впливають один на одного, що спрощує підбір обладнання. Як котловий насос у первинному контурі системи використано GRUNDFOS UPMM 25–85130 — вбудований циркуляційний насос, який керується автоматикою котла за сигналом ШІМ. Насос UPMM 25–85130 є OEM-продуктом та робиться індивідуально для кожного виробника котлів.

Завантаження бойлера непрямого нагріву гарячої води для системи ГВП, подачу теплоносія до теплообмінника венткамери та обігрів передбаченої проектом лазні (на момент підготовки цього матеріалу вона ще не була обладнана) забезпечують циркуляційні насоси GRUNDFOS ALPHA1 L 25–60. Це молодші представники інтелектуальної серії ALPHA, які відрізняються мінімальним набором вбудованих функцій, але передбачають можливість зовнішнього керування вхідним ШИМ-сигналом. Завдяки цьому вони можуть бути підключені до контролерів кліматичної системи, котла та ін.

Залежно від завдання ALPHA1 L може працювати у трьох режимах: з фіксованою швидкістю (частотою обертання); пропорційного тиску – для компенсації гідравлічних втрат; підтримання постійного тиску.

За рециркуляцію води у системі ГВП відповідає насос GRUNDFOS COMFORT 15–14 B PM, розроблений спеціально для вирішення цього завдання. Серію COMFORT відрізняють енергоефективний двигун нового покоління на постійних магнітах, сферичний ротор та оптимізоване компонування гідравлічної частини. Завдяки цим конструктивним особливостям пристрій споживає не більше 7 Вт електричної потужності та працює безшумно. Виконана з латуні проточна частина насоса не схильна до корозії, а його зовнішній кожух виготовлений з термоізолюючого матеріалу. Застосування в системі ГВП такого рішення не лише економить електроенергію, а й дозволяє знизити споживання гарячої води на 16 тисяч літрів на рік (у сім’ї із трьох осіб).

Водопостачання

Підбір насосної установки для системи водопостачання здійснюється виходячи з кількості точок водорозбору в будинку та особливостей джерела води, призначеної для побутових потреб. В даному випадку це селищний водопровід, що дещо спростило задачу водопідготовки, оскільки дозволило обійтися без складної та громіздкої системи знезалізнення та фільтрації, необхідної для використання артезіанської води. Однак нестабільний тиск у магістралі, що подає, протягом дня міг коливатися в діапазоні 2-4 бар. Тому було необхідно рішення для підтримки в системі постійного тиску, в тому числі з урахуванням змінної витрати (щоб натиск води у всіх точках водорозбору залишався незмінним, незалежно від того, скільки кранів відкрито).

Таку можливість забезпечує автоматична самовсмоктувальна насосна установка GRUNDFOS SCALA2, спеціально розроблена для водопостачання приватного будинку. Це готове до використання комплектне рішення для універсального застосування, здатне працювати як встановлення підвищення тиску в селищах із централізованим водопостачанням або подавати воду з неглибоких (максимальна висота всмоктування – 8 м) колодязів, свердловин або накопичувальних резервуарів.

Установка поміщена в компактний корпус і може бути встановлена ​​в приміщенні або на вулиці. Вона оснащена вбудованим частотним перетворювачем та інтелектуальним контролером, який стежить за тиском у системі та плавно регулює частоту обертання електродвигуна при збільшенні або зниженні витрати. Це забезпечує постійний тиск у всіх точках водорозбору, незалежно від споживання інших користувачів.

Домовласник може налаштувати комфортний для сім’ї тиск в діапазоні від 1,5 до 5,5 барів з кроком 0,5 барів. Вбудований датчик на виході насоса контролює його та при необхідності подає сигнал на частотний перетворювач, який підвищує або знижує обороти електродвигуна. Це дозволяє міняти продуктивність устаткування.

Крім частотного перетворювача і датчика тиску, насосна установка оснащена зворотними клапанами на патрубках, що подає і всмоктує, і невеликим гідробаком. Вона має захист від сухого ходу, витоків у системі та перегріву двигуна, функцію антициклічності та опцію обмеження часу безперервної роботи.

Вибір типорозміру насосної установки проводився з кількості точок водорозбору. Усього їх у будинку 14:

• пральна машина та миття в пральні;
• посудомийна машина та мийка на кухні;
• душ, раковина та унітаз у санвузлі першого поверху;
• душ, раковина та унітаз у гостьовому санвузлі на другому;
• ванна, унітаз та дві раковини у господарському санвузлі.

Однак очевидно, що за такої конфігурації системи одночасно можуть бути задіяні не більше восьми точок водорозбору. Тому, а також з урахуванням поверховості будинку (включно з підвалом) було обрано насосну установку SCALA23–45, що забезпечує номінальний напір 27 м водяного стовпа при сумарній витраті води в системі до 3 м³/год. Такий насос здатний забезпечити комфортне використання одночасно до 10 точок водорозбору на трьох поверхах.

Каналізація та дренаж

При влаштуванні каналізації серед іншого було необхідно забезпечити водовідведення для пральної машини та миття, розташованих у підвалі, тобто нижче рівня землі. Для цього в приміщенні пральні розмістили компактну побутову каналізаційну насосну установку SOLOLIFT2 C-3. Вона дозволяє підключити одночасно до трьох сантехнічних приладів і здатна перекачувати гарячі стоки з температурою до +75 ° C (короткочасно до +90 ° C), що необхідно для використання пральної машини. Каналізаційні насосні установки серії SOLOLIFT2 дозволяють перекачувати стоки на відстань до 90 м по горизонталі або піднімати на висоту до 6 м, залежно від конфігурації системи, забезпечуючи продуктивність до 8 м³/год (137 л/хв).

Для захисту від підтоплення в підвалі встановили дренажний насос GRUNDFOS Unilift KP 150 AV 1. Корпус з нержавіючої сталі, охолодження двигуна рідиною, що перекачується, а також використання здвоєних ущільнень робочого валу і графітових підшипників з експлуатаційним мастилом робить цю серію складні умови без технічного обслуговування.

Насос Unilift KP 150 AV 1 здатний перекачувати забруднені стоки з твердими включеннями розміром до 10 мм, його максимальна витрата становить 2,3 л/с, а максимальний напір — 5,3 м. системи водопостачання. Особливістю даної моделі є наявність вертикального реле рівня рідини, що, на відміну від версії з вимикачем поплавця, дозволяє розміщувати насос в дренажному приямку навіть невеликого розміру.

Довідка про концерн GRUNDFOS

Концерн GRUNDFOS, провідний світовий виробник насосного обладнання, було засновано 1945 р. у Данії. На даний момент 83 підрозділи Концерну знаходяться у 56 країнах світу. Загальний обсяг виробництва – понад 17 млн ​​насосів на рік.