Циркуляційний насос 12 вольт для опалення без світла
- Кому насос на 12 вольт справді потрібен
- Що відбувається в котлі, коли вода зупиняється
- Як влаштовані низьковольтні циркуляційні насоси
- Витрата і напір під вашу систему
- На скільки годин вистачить акумулятора
- Схема з байпасом і зворотним клапаном
- Зарядка і перемикання на батарею
- Збирати самому: де економія, а де ризик
Безщітковий циркуляційний насос на 12 В бере з акумулятора приблизно 20 Вт, і свинцева батарея на 100 А·год тримає його близько доби. Але ця цифра має сенс лише в системі, де котел гріє без електрики і де насосу не потрібно протискати воду через вузькі труби. Для твердопаливного котла циркуляційний насос для опалення 12 вольт працює як страховка від закипання на час відключення, а для настінного газового котла він не дасть нічого.
Кому насос на 12 вольт справді потрібен
Системи, що гріють без розетки
Твердопаливний котел і піч із водяним контуром продовжують виробляти тепло, коли світло зникає. Так само поводиться підлоговий газовий котел з енергонезалежною автоматикою. Якщо система спроєктована під природну циркуляцію, вода й так рухається, а насос на байпасі лише підганяє її. Якщо природної циркуляції немає, насос на акумуляторі стає єдиним, що відводить тепло від котла.
Чому настінному газовому котлу він не допоможе
Настінний котел живиться від 230 В: без мережі в нього не працюють плата, запалювання, вентилятор і газовий клапан. Вбудованим насосом керує плата, і зовнішній насос на 12 В нічого не нагріє. Такому котлу потрібне резервне живлення всього котла, про це окрема стаття про ДБЖ для газового котла.
Що відбувається в котлі, коли вода зупиняється
Твердопаливний котел не можна вимкнути миттєво. Дрова догорають, розжарена футеровка віддає тепло ще довго, і без циркуляції вода в теплообміннику доходить до кипіння. У закритій системі разом із температурою росте тиск. Виробник котлів HT Heiztechnik у проєктній інструкції прямо пише, що такий котел не може миттєво припинити нагрів і при відключенні світла чи поломці насоса потрібен захист від перегріву.
Тому насос на акумуляторі не замінює гідравлічного захисту. Група безпеки з запобіжним клапаном, термічний клапан, що відкривається понад 95 °C і пускає холодну воду через змійовик охолодження, теплоакумулятор або відкритий бак із переливом спрацюють і тоді, коли акумулятор сів уночі, а котел завантажений. Насос лише зменшує ймовірність, що до цього дійде.
Як влаштовані низьковольтні циркуляційні насоси
Безщітковий двигун і мокрий ротор
Сучасні насоси на 12 В мають безщітковий двигун постійного струму і ротор у воді або на магнітній муфті, без сальників. Вони тихі й розраховані на безперервну роботу. Наприклад, Lowara ecocirc D5 за документацією виробника споживає до 22 Вт, дає до 1,5 м³/год і працює з рідиною до 95 °C у латунному корпусі. Topsflo TL-B10 залежно від режиму бере 7-32 Вт.
Цифри на коробці і крива напору
«Напір 5 м» на коробці означає напір при нульовій витраті, тобто коли вода не тече. Що більше води насос прокачує, то менший напір він тримає. У Laing D5 при 12 В максимальний напір 3,7 м, а на реальній робочій витраті помітно менше. Тому 12-вольтовий насос добре працює в системі, яка тягне й самопливом: широкі труби, котел нижче радіаторів, мало поворотів і звужень. Будинок із пластиковими трубами 20 мм і п'ятнадцятьма радіаторами для нього завеликий.
Температурна межа
Частина дешевих моделей розрахована лише до 60-90 °C. Подача твердопаливного котла під час перегріву підходить до 95 °C, тому насос ставлять на зворотку, де вода холодніша, і вибирають модель із запасом за температурою. Над 95 °C у робочому режимі жоден із них працювати не повинен.
Витрата і напір під вашу систему
Потрібну витрату рахують за формулою: G (м³/год) = 0,86 × P (кВт) / ΔT (°C), де ΔT це різниця між подачею і зворотком. Для котла на 12 кВт і ΔT 15 °C виходить 0,86 × 12 / 15 ≈ 0,69 м³/год. У мережі часто трапляється цифра 0,8 м³/год для того самого прикладу, але це або округлення із запасом, або помилка, що переходить зі статті в статтю. При ΔT 20 °C витрата падає до 0,52 м³/год.
Якщо вашій системі потрібно 0,7 м³/год, а насос дає їх лише при напорі близько 1 м, перевірте, чи вистачить цього. Для системи, що тягне самопливом, вистачить. Для системи, яку завжди крутив потужний насос на основній лінії, 12-вольтової моделі може бути замало.
На скільки годин вистачить акумулятора
Час роботи рахують так: ємність (А·год) × напруга (В) × допустима глибина розряду × ККД ÷ споживання насоса (Вт). Свинцеву AGM-батарею заради ресурсу розряджають приблизно до половини: за даними Victron вона витримує близько 600 циклів при розряді на 50% і лише близько 400 при 80%. LiFePO4 спокійно розряджають на 80%.
Для AGM 12 В на 100 А·год і насоса на 22 Вт: 100 × 12 × 0,5 × 0,95 ÷ 22 ≈ 26 годин. LiFePO4 12,8 В тієї самої ємності з тим самим насосом: 100 × 12,8 × 0,8 × 0,95 ÷ 22 ≈ 44 години. Якщо насос працює на нижчій швидкості, час росте, і точну цифру дасть крива споживання з паспорта.
Порівняйте з насосом на 230 В через невеликий синусний інвертор. Інвертор втрачає частину енергії на перетворення (у малих моделях ККД близько 85-90%) і ще кілька ват споживає на холостому ходу.
| Джерело циркуляції | Споживання | Час від AGM 100 А·год (50%) | Де доречно | Ризик |
|---|---|---|---|---|
| Насос 12 В від батареї | 19-23 Вт | 25-30 год | Природна циркуляція, байпас | Темп. межа, слабкий напір |
| Насос 230 В (енергоеф.) через інвертор | 27-56 Вт | 11-22 год | Насос на основній лінії | Інвертор = точка відмови |
| Старий насос 230 В через інвертор | 42-79 Вт | 7,5-14 год | Міняти не хочеться | Батарея сідає найшвидше |
| Природна циркуляція | 0 | Без обмежень | Котел нижче радіаторів | Дальні радіатори слабко |
Проти старого трьохшвидкісного насоса 12-вольтовий виграє в 2-3 рази. Проти сучасного енергоефективного на низькій швидкості різниця лише 15-25%, і тоді головна перевага 12 В у простоті: між батареєю і насосом немає інвертора. Якщо ж система тримається на насосі з напором 4-6 м, раціональніше лишити насос на 230 В і живити його від ДБЖ.
Схема з байпасом і зворотним клапаном
Насос на 12 В ставлять не в розрив основної лінії, а на обвідну ділянку, байпас. Основна лінія лишається повнопрохідною для самопливу.
- На основній лінії зворотки поставте пелюстковий (флажковий) зворотний клапан або кульовий кран. Пружинний зворотний клапан тут не підходить: він заважає природній циркуляції.
- Паралельно зробіть байпас: кран, сітчастий фільтр, насос, кран. Насос встановлюйте зі стрілкою за напрямком потоку.
- Насос у вузлі має бути на зворотці, а не на подачі біля котла.
- Після заповнення системи випустіть повітря і лише тоді вмикайте насос: робота всуху для мокрого ротора шкідлива.
Таку схему з пелюстковим клапаном на основній лінії для роботи при відключенні світла наводить у своїй інструкції HT Heiztechnik. Насос із приєднанням 1/2" на трубі 1-1 1/4" звужує прохід, і це ще одна причина ставити його на байпас.
Зарядка і перемикання на батарею
Батарею не підключають напряму паралельно з мережевим блоком живлення. Потрібен зарядний пристрій із буферним режимом, який тримає на свинцевій батареї 13,5-13,8 В, або блок живлення з автоматичним перемиканням на акумулятор. Для циклічного заряду AGM і GEL виробники дають 14,1-14,8 В залежно від типу, а початковий струм Yuasa радить тримати не вище 0,25 від ємності, тобто до 25 А для батареї на 100 А·год.
Біля клеми акумулятора обов'язковий плавкий запобіжник: коротке замикання в колі 12 В без нього це ризик пожежі. Номінал і переріз кабелю підбирають за струмом насоса.
Окремо про холодну котельню. LiFePO4 за даними Victron можна заряджати лише від +5 °C, і без BMS її не використовують. Свинцева батарея на холоді втрачає доступну ємність. Ми не раз бачили, як батарея, що в жовтні тримала насос добу, у січні в неопалюваній прибудові сідала значно раніше. Батарею краще тримати в теплому приміщенні, навіть якщо до котла доведеться тягнути довший кабель.
Збирати самому: де економія, а де ризик
Самостійно реально зробити:
- силову частину: батарея, зарядний пристрій із буферним режимом, реле автоматичного перемикання, запобіжник;
- монтаж готового циркуляційного насоса на байпас за схемою вище.
Краще не робити:
- насос із мотора омивача чи іншого автомобільного вузла: про температуру й безперервну роботу при 80-95 °C даних немає;
- автомобільну додаткову помпу без паспорта на опалювальну воду;
- пряме підключення батареї паралельно з блоком живлення без контролера заряду;
- стартерну автомобільну батарею замість батареї глибокого розряду: вона не розрахована на щоденний глибокий розряд.
Якщо котел твердопаливний, а система вміє тягнути самопливом, насос для опалення 12 вольт з акумулятором на байпасі з пелюстковим клапаном на основній лінії це недороге й надійне рішення, за умови що група безпеки й термічний клапан на місці. Якщо система розрахована на потужний насос, лишайте насос на 230 В і рахуйте інвертор або ДБЖ. Якщо котел настінний газовий, насос на 12 В не потрібен зовсім. Енергоефективні моделі на 230 В є в розділі циркуляційних насосів, батареї глибокого розряду в розділі акумуляторів для резервного живлення.
