Системы отопления с насосной циркуляцией: схемы устройства и работы

Даже опытным мастерам не всегда удается обеспечить естественное движение теплоносителя по контуру отопления. Бывает, что вода движется по системе, но при этом в дом не попадает достаточное количество тепла.

Все чаще владельцы частных домов предпочитают устанавливать системы отопления с насосной циркуляцией, которые достаточно разнообразны и доступны по цене. В этой статье мы рассмотрели основные схемы устройства отопления с перетяжкой, дополнив материал наглядными иллюстрациями и фото.

Так же мы подобрали полезные видеоролики с рекомендациями специалистов по установке насосного оборудования для системы отопления. Это позволит подробно разобраться в проблеме установки помпы.

Как работает система принуждения

Циркуляционный насос – это чрезвычайно простое небольшое электрическое устройство. Внутри корпуса находится крыльчатка, она вращается и придает циркулирующей в системе охлаждающей жидкости необходимое ускорение. Электродвигатель, обеспечивающий вращение, потребляет очень мало электроэнергии, всего 60-100 Вт.

Наличие такого устройства в системе значительно упрощает ее конструкцию и установку. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет использовать трубы отопления малого диаметра, расширяет возможности при выборе котла для отопления и радиаторов.

Галерея изображенийФото из В системах отопления с принудительной циркуляцией отсутствуют недостатки отопительных контуров с гравитационным движением теплоносителя. Они легко адаптируются к содержанию больших площадей, многоэтажных домов, систем с несколькими контурами, так как в схемах с насосной циркуляцией движение теплоносителя происходит намного быстрее, требует регулировки, контроля, сбалансированного распределения отсека. В таких схемах требуется специальный расширительный бак, не сообщающийся с воздухом. Использование насоса, стимулирующего движение нагретой воды к нагревательным приборам, необходимо, если один котел работает на подачу хладагента в два и более отопительных контура. Принудительная система отопления нужна при построении схем с нижней разводкой. В силу конструктивных особенностей естественное движение нагретого теплоносителя к приборам и обратно к котлу в таких системах затруднено. Нагрев с накачивающим движением теплоносителя зависит от энергии. Кроме того, в его схеме используются дорогостоящие устройства, которые не нужны для естественной циркуляции. Установив устройства управления и стимулируя движение теплоносителя в контуре, гравитационная система может быть преобразована в насосную станцию. Однако это не будет иметь смысла без замены труб, которые в естественных схемах имеют гораздо больший диаметр. Благодаря использованию циркуляционного насоса диаметр трубы, используемой при сборке подающей и обратной магистралей, значительно уменьшается. Но из-за необходимости установки запорной арматуры, предохранительных и регулирующих устройств общая стоимость намного выше, чем у гравитационных вариантов Нагревательный фрагмент с принудительной циркуляцией Клапаны для насосного отопления Expanzomat – резервуар для расширения теплоносителя различных контуров отопления Система отопления с нижней разводкой Циркуляционные насосы в естественных системах отопления Искусственные трубы в насосных системах отопления

Чаще всего система, изначально спроектированная с расчетом на естественную циркуляцию, не работает удовлетворительно из-за малой скорости движения теплоносителя по трубам, т.е низкого напора циркуляции. В этом случае установка помпы поможет решить проблему.

Однако не стоит увлекаться скоростью воды в трубах, она не должна быть чрезмерно высокой. В противном случае со временем конструкция может просто не выдержать того дополнительного давления, на которое она не рассчитана.

Если открытый расширительный бак может использоваться в системах с естественной циркуляцией теплоносителя, поэтому в принудительных контурах следует отдавать предпочтение закрытому герметичному контейнеру

Для жилых помещений рекомендуются следующие предельные значения скорости движения теплоносителя:

  • при номинальном диаметре трубы 10 мм – до 1,5 м / с;
  • для технических помещений жилых домов – до 1,5 м / с;
  • при номинальном диаметре трубы 15 мм – до 1,2 м / с;
  • для вспомогательных построек – до 2,0 м / с.
  • при номинальном диаметре трубы 20 мм и более – до 1,0 м / с;

В системах с естественной циркуляцией расширительный бак обычно размещается на напорной стороне. Но если конструкция будет дополнена циркуляционным насосом, то обычно бак-накопитель рекомендуется перенести на обратный.

Устройство циркуляционного насоса очень простое, задача этого устройства – придать теплоносителю достаточное ускорение для преодоления гидростатического сопротивления системы

Также вместо открытого резервуара следует поставить закрытый. Только в небольшой квартире, где система отопления имеет небольшую длину и простое устройство, можно обойтись без такой перестановки и использовать старый расширительный бачок.

Расчеты для систем принудительного отопления

Правильно организованная система с принудительной циркуляцией требует сложных инженерных расчетов. Но некоторые формулы позволяют оценить состояние системы и иметь более точное представление о необходимых изменениях, особенно если речь идет о небольшом доме или квартире. Мощность отопительного оборудования обычно выбирается исходя из размеров помещения, которое следует отапливать.

Галерея изображенийФото из Энергопотребление циркуляционного насоса, предназначенного для работы в автономных контурах отопления жилых домов, обычно составляет от 60 до 100 Вт. Они потребляют не более одной лампы накаливания. В системах с подключенными к ним первичным и вторичным контурами используется группа насосов комплекс низкотемпературных и среднетемпературных систем отопления. Все независимые и зависимые контуры оборудуются приборами. Существует правило, согласно которому даже в простых схемах отопления с принудительной циркуляцией к одному насосу добавляется дублирующий, установленный на байпасе. Это необходимо при выходе из строя основного агрегата. Мощность циркуляционного насоса должна позволять теплоносителю беспрепятственно преодолевать сопротивление в трубопроводе. Скорость движения, которую должен обеспечивать насос, принимается по таблицам с типовыми параметрами. Например, по трубам Ø 10,15,20 мм вода должна двигаться со скоростью 1,5; 1,2; 1,0 м / с Устройство с низким энергопотреблением Группа циркуляционных насосов в обогреве Замена устройства в случае отказа Возможность установки циркуляционного насоса

Обычно производители рекомендуют: чтобы расход теплоносителя в литрах в минуту соответствовал количеству киловатт мощности котла. Это значит, что для котла на 40 Вт больше подойдет расход теплоносителя 40 л / мин.

Таким же образом рассчитывается расход воды для отдельной комнаты или группы комнат. В этом случае ориентируются на общую мощность радиаторов, установленных на участке.

Скорость движения теплоносителя по контуру системы отопления во многом зависит от правильного выбора диаметра труб

Диаметр греющих труб определяется исходя из установленного расхода теплоносителя:

  • при расходе 5,7 л / мин требуются полудюймовые трубы;
  • при расходе 170 л / мин требуются двухдюймовые трубы;
  • при расходе 30 л / мин требуются дюймовые трубы;
  • при расходе 320 л / мин требуются трубы два с половиной дюйма и т д.
  • при расходе 15 л / мин требуются трубы в три четверти дюйма;
  • при расходе 53 л / мин требуются трубы на дюйм с четвертью;
  • при расходе 83 л / мин требуются трубы в полторы дюйма;

Чтобы определить параметры подходящего циркуляционного насоса, необходимо измерить длину всего отопительного контура, к которому он будет подключен. Для десяти метров системы требуется напор насоса 0,6 м. Путем несложных расчетов находим, что для установки длиной 60 метров требуется насос 3,6 м.

Однако эти параметры действительны только для системы, в которой диаметр трубы выбран правильно, как указано выше. Если используются слишком узкие коммуникации, необходимо будет взять более мощный насос для преодоления избыточного гидравлического давления, возникающего в системе из-за неправильного подбора труб.

В этой статье мы дали подробные советы по выбору циркуляционного насоса.

Автоматический воздухоотводчик или механическое устройство для удаления лишнего воздуха, кран Маевского требуется для удаления воздуха из замкнутой системы. Эти устройства необходимы в отопительных контурах, они предотвращают проблему воздушности. Такие устройства устанавливают на радиаторы отопления, стояки мощности и в проблемных местах сложных схем отопления

Это правило действует и в обратном порядке: если трубы шире, чем требуется по стандарту, следует уменьшить расчетную мощность циркуляционного насоса.

Важной составляющей систем принудительного отопления является группа безопасности:

Галерея изображенийФото из В составе группы безопасности, монтируемой на замкнутых в обязательном порядке замкнутых контурах отопления, есть три устройства, обеспечивающих безаварийную работу, предохраняющих оборудование от износа. В группу безопасности входит автоматический выпускной клапан, служащий для разблокировки замков. Воздух, манометр , и предохранительный клапан, выпускающий излишки теплоносителя при его расширении от нагрева. Устройства группы безопасности чаще всего встречаются в монолитном бронзовом корпусе. Однако их можно приобрести и установить отдельно, но так, чтобы предохранительный клапан располагался после котла. Для достоверного получения данных о давлении в закрытой системе манометр размещается рядом с предохранительным клапаном или с подпиточным клапаном, восстанавливающим теплоноситель в случае падения давления. Автоматический воздухоотводчик без вмешательства владельцев системы открывается немного и выпускает воздух, выделяемый водой, которая течет по контуру во время нагрева и собирается в большие пузырьки. Предохранительный клапан в случае повышения давления в системе, которое происходит во время нагрева теплоносителя, слегка открывается и выпускает воду, которая создает избыточное давление Пружинные клапаны для мощных и разветвленных систем отопления снабжены патрубком, по которому отводится теплоноситель, чтобы не обжечь присутствующих. Выделяемый предохранительным клапаном раствор антифриза рекомендуется пропускать через воронку для контроля и состояние трубопроводов на начальных этапах Монтаж агрегата Безопасность системы отопления Устройства для безопасной эксплуатации системы отопления Правила установки предохранительного устройства Манометр с клапаном подпитки Автоматический воздухоотводчик с манометром Сборка предохранительного клапана с давлением манометр Пружинный клапан с водоотводящей трубкой Трубы отопления покрыты отложениями

Специалисты рекомендуют покупать не одно, а сразу два таких устройства. Один основной, а второй запасной. Его можно установить на байпасе или хранить в шкафу.

Циркуляционный насос обычно устойчив к поломке, но чувствителен к качеству воды в отопительном контуре. Для продления срока эксплуатации отопительного оборудования желательно предусмотреть фильтрацию теплоносителя и своевременные меры по промывке системы.

Схемы систем с насосной циркуляцией

Системы отопления с принудительной циркуляцией различают:

  • как одна или две трубы (возможность подключения труб к радиаторам);
  • с верхней или нижней разводкой.
  • с вертикальными подступенками или горизонтальными магистралями;
  • тупиковый или с попутным движением теплоносителя

Однотрубные системы встречаются все реже, так как их недостатки значительно перевешивают достоинства. Это очень простой вариант, когда радиаторы подключаются последовательно. Теплоноситель поочередно проходит через каждый нагревательный прибор, постепенно остывая.

Конечно, при такой схеме первые радиаторы обогреют комнату лучше, чем расположенные в конце системы. Для сглаживания перепада температур необходимо в конце линии установить больше радиаторов, чем в начале.

Однотрубные системы отопления просты в реализации и недороги, но проблема неравномерного нагрева и зависимости от поломки радиатора сделала их практически невостребованными в современных условиях

Такое устройство крайне неудобно, так как в случае поломки невозможно отключить только один радиатор, потребуется слить теплоноситель со всего контура. Двухтрубная схема предполагает подключение каждого радиатора параллельно с помощью двух труб в общую линию.

Конечно, для этого придется использовать больше материалов, общая стоимость и время монтажа будут больше, чем при использовании однотрубного варианта.

Двухтрубные системы отопления позволяют равномерно обогреть каждую комнату, при этом поломка одного радиатора не приведет к отключению всего контура

На каждый радиатор с двухтрубным подключением устанавливается запорная арматура. Это позволяет при необходимости снять или отключить только один радиатор, при этом остальные элементы системы продолжают нормально функционировать.

Отопление по такой схеме осуществляется равномерно, так как теплоноситель поступает в каждый радиатор по отдельной линии, затем возвращается в котел для обогрева и не перемещается по остальным радиаторам.

Вертикальные подступенки используются в многоэтажных домах, к ним удобно подключать радиаторы, расположенные на разных этажах. Вертикальная конструкция способствует быстрому удалению воздуха из системы, что значительно снижает вероятность образования воздушных карманов.

Создание вертикальной системы отопления стоит недешево, но это эффективная схема, устойчивая к загрязнению воздуха, идеально подходящая для установки в многоэтажных домах

В горизонтальных схемах основная линия, к которой параллельно подключаются радиаторы, расположена, как следует из названия, в горизонтальной плоскости. Такой тип системы подходит для отопления больших одноэтажных домов.

Относительно недорогой вариант не застрахован от воздушных пробок. Чтобы предотвратить этот тип проблем, используются автоматические вентиляционные отверстия. Правила удаления воздушной камеры из системы отопления мы подробно разобрали здесь.

Горизонтальные системы отопления относительно недороги, их обычно используют при проектировании больших одно- и двухэтажных зданий

Неравномерное отопление характерно не только для однотрубных систем, но и для тупикового варианта отопления, который довольно распространен.

В такой схеме поток теплоносителя осуществляется в направлении, противоположном движению обратного потока. В результате в системе появляются радиаторы, получая слегка остывший теплоноситель, который вслед за ними попадает в обратную трубу.

В тупиковых системах радиаторы, удаленные от стояка мощности, получают меньше тепла, чем расположенные рядом с ним. В сквозных цепях все элементы системы работают эквивалентно

В результате от стояка к первым радиаторам поступает больше тепла, а к удаленным – меньше. На небольших участках этот момент может быть не так заметен, но в просторных домах он будет заметен. В этой ситуации рекомендуется делать несколько линий, короткой длины, из длинной, чтобы весь теплоноситель циркулировал по ответвлениям примерно с одинаковой температурой.

Схема ступенек основана на одинаковой длине контуров циркуляции по всему дому, что обеспечивает чрезвычайно точную равномерность нагрева. Но реализовать такой вариант разводки непросто, так как потребуется проложить большое количество труб.

Верхняя разводка в системах отопления применяется, если есть чердак, на котором можно установить расширительный бак. Если это невозможно, можно успешно реализовать распределение нижнего нагрева

Верхняя и нижняя проводка названы в честь расположения подающей трубки. В первом случае теплоноситель поступает в систему сверху, а во втором – снизу.

При верхней разводке расширительный бачок устанавливается в самой высокой точке системы, теплоноситель распространяется по системе под действием силы тяжести. Обратный трубопровод здесь будет под радиаторами. Для реализации такого проекта в частном доме необходима мансарда, на которой устанавливается бак.

При отсутствии условий для верхней разводки используется второй вариант, когда теплоноситель подводится снизу, а обратка устанавливается над радиаторами. Задача перемещения теплоносителя с достаточно высокой скоростью возлагается в первую очередь на циркуляционный насос.

Устанавливается такая схема постепенно, от нижнего этажа к верхнему, при этом подводящий трубопровод делают с небольшим уклоном, чтобы предотвратить возникновение воздушных пробок.

Для снятия воздушных пробок отопительные коммуникации оборудуют автоматическими форточками:

Галерея изображенийФото из Автоматические воздуховыпускные клапаны устанавливаются на всех контурах и кольцах систем отопления, на системах с высокими, средними и низкими температурами, в том числе на полах с подогревом и на вариантах плинтуса. Лучистое отопление должно быть оборудовано собственным воздухозаборником. Однако рекомендуется устанавливать на каждое кольцо отдельный воздухоотводчик. Использование воздухоотделителя позволяет не устанавливать автоматические дефлекторы на трубопроводе и клапаны Маевского на радиаторах. Эти устройства будут отделять растворенный в воде воздух и выводить его из системы.Обычные автоматические дефлекторы устанавливаются в самых высоких точках систем, краны Маевского на радиаторах, сепараторы – перед циркуляционным насосом для защиты от повреждение воздуха Автоматический воздухоотводчик на коллекторе нагревателя Устройство для удаления воздуха из теплого пола Воздухоотделитель в системе отопления

Куда поставить циркуляционный насос?

Чаще всего циркуляционный насос устанавливают на обратной магистрали, а не на подающей. Считается, что здесь меньше риск быстрого износа и поломки устройства, так как охлаждающая жидкость уже остыла. Но для современных насосов в этом нет необходимости, так как там устанавливаются подшипники с так называемой водяной смазкой. Они уже рассчитаны именно на такие условия эксплуатации.

Это означает, что на подаче можно установить циркуляционный насос, тем более что гидростатическое давление системы здесь ниже. Место установки устройства условно делит систему на две части: зону вытяжки и зону всасывания. Насос, установленный на подаче, сразу после расширительного бака откачит воду из бака и подаст ее в систему.

Циркуляционный насос в системе отопления делит контур на две части: зону слива, в которую попадает теплоноситель, и зону вакуума, из которой он откачивается

Если насос установлен на обратной линии перед расширительным баком, он будет перекачивать воду в бак, откачивая ее из системы. Понимание этого момента поможет вам принять во внимание характеристики гидравлического давления в различных точках системы. При работе насоса динамическое давление в системе с постоянным количеством теплоносителя остается постоянным.

важно не только выбрать оптимальное место для установки насосного оборудования, но и правильно его установить. Рекомендуем ознакомиться с нюансами установки циркуляционного насоса.

Расширительный бак создает так называемое статическое давление. В связи с этим показателем создается повышенное гидравлическое давление в зоне вытяжки системы отопления и пониженное – в зоне разрежения.

Галерея изображенийФото из Герметичный резервуар для расширяющегося при нагревании теплоносителя можно разместить в любом месте системы. Но чаще всего его ставят на обратной линии перед котлом. Здесь температура теплоносителя минимальна. Наиболее благоприятным местом для работы циркуляционного насоса является место после расширителя. Так он потребляет меньше. Объем расширительного бачка должен быть равен объему теплоносителя в момент его теплового расширения. В схемах с настенным котлом также необходимо учитывать объем встроенного расширителя. Объем расширительного бака является расчетным параметром, но есть и средние нормы, согласно которым объем резервуар должен составлять более 3% охлаждающей жидкости. Установка расширительного бака системы отопления. Положение насоса по отношению к расширительному баку в системе с настенным котлом. Объемный расширительный бак в системе отопления

Вакуум может быть настолько сильным, что достигает уровня атмосферного давления или даже ниже, и это создает условия для попадания воздуха в систему из окружающего пространства.

В области повышенного давления воздух наоборот может выдуваться из системы, иногда наблюдается вскипание теплоносителя. Все это может привести к некорректной работе отопительного оборудования. Чтобы избежать таких проблем, необходимо предусмотреть избыточное давление в зоне всасывания.

Для этого можно использовать одно из следующих решений:

  • поднять расширительный бачок на высоту не менее 80 см от уровня труб отопления;
  • установить насос не на возврат, а на доставку.
  • разместить агрегат в самой высокой точке системы;
  • отсоединить накопительный патрубок от источника питания и перевести его в обратку после насоса;

Не всегда удается поднять расширительный бак на достаточную высоту. Его обычно размещают на чердаке, если есть необходимое пространство. При этом важно придерживаться правил монтажа агрегата, чтобы обеспечить безотказную работу.

Мы предоставили подробные советы по установке и подключению расширительного бака в другой нашей статье.

Если чердак не отапливается, агрегат потребуется утеплить. Переместить резервуар в наивысшую точку системы принудительной циркуляции достаточно сложно, если он был предварительно создан как естественный.

Придется переделать часть обвязки так, чтобы уклон труб был направлен в сторону котла. В естественных системах уклон обычно делается в сторону котла.

Расширительный бак, установленный в помещении, не требует дополнительной защиты, но если он установлен на неотапливаемом чердаке, необходимо позаботиться о том, чтобы изолировать это устройство

Изменение положения патрубка резервуара с подачи на возврат обычно не представляет трудностей. И так же просто реализовать последний вариант: включить циркуляционный насос в систему на подающей магистрали за расширительным баком.

В такой ситуации рекомендуется выбрать наиболее надежную модель насоса, длительное время выдерживающую контакт с горячим теплоносителем.

Выводы и полезные видео по теме

Интересную информацию о системах принудительного отопления вы можете найти в этом видео:

Более подробную информацию о расчетах, необходимых для выбора циркуляционного насоса, можно найти здесь:

В этом видео подробно описано устройство и порядок установки циркуляционного насоса:

Системы принудительного отопления не такие сложные, как может показаться на первый взгляд. Но для реализации такой задачи необходимо правильно провести расчеты и составить грамотный проект. Если эти условия соблюдены, вы сможете обеспечить свой дом надежным и эффективным отоплением.

Вы ищете оптимальную систему отопления для своего дома? Может быть, у вас есть вопросы, которые мы не рассмотрели в этой статье? Спросите нашего эксперта в комментариях.

Или хотите дополнить материал дельными советами по установке насосного оборудования? Напишите нам: ваши комментарии помогут многим новичкам.

Источник – https://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/sistemy-otopleniya-s-nasosnoj-cirkulyaciej.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: