Проектирование отопления с принудительной циркуляцией

При капитальной переделке дачи, загородного дома или постройке нового существенным станет вопрос относительно выбора системы отопления и всего, что с ней связано. Все нюансы: общая протяженность и диаметр труб, мощность электрического или газового котла, а также рециркуляционный насос, который призван обеспечить полноценное функционирование теплоснабжения и подачи горячей воды, — будут на повестке дня.

Принудительная циркуляция в отопительной системе – зачем она нужна

Установка циркуляционного насоса в системе отопления позволит равномерно распределить тепло по всем радиаторам. Именно неравномерный нагрев батарей является наиболее частой неисправностью водяного отопления с естественной циркуляцией. Причин может быть несколько, и все они кроются в неправильном монтаже: недостаточный диаметр труб, не соблюдены уклоны, чрезмерная протяженность системы, воздушные пробки в ней.

Циркуляционный насос предназначен для равномерного распределения тепла по радиаторам

Многим после выяснения причины плохой работы отопительной системы приходит мысль переделать ее. А это значит, что придется менять трубы, если не все, то часть, выставлять уклоны, пробивать отверстия в стенах, что-то переделывать. Одним словом: ремонт. Пыль, дым от сварки и деньги, причем немалые. А разве нет другого выхода? Есть, и стоит он дешевле, работа выполняется быстрее, никакой пыли. Конечно, речь идет о циркуляционном насосе.

Принудительная циркуляция в отопительной системе – зачем она нужна

Если отопление выполняет свои функции нормально, есть ли смысл устанавливать принудительную подачу теплоносителя? Несомненно, да, и вот почему:

  1. 1. Заметно уменьшается инерционность отопительной системы. Циркуляция воды под принуждением резко уменьшает время от розжига котла до прогрева даже самых отдаленных батарей.
  2. 2. Выровняется температура во всех батареях. Теплоноситель при естественной циркуляции успевает остыть, прежде чем вернется в котел, ближние радиаторы прогреваются лучше дальних.
  3. 3. Повысится давление в системе. Воздушные пробки не будут мешать нормальной циркуляции теплоносителя.

Состав схемы

Как видно из рисунка, основными ее частями являются:

Состав схемы
  • 1 – теплогенератор (котел любого типа);
  • 6 – мембранный бак;
Состав схемы
  • радиаторы и система труб;
  • 9 – водяной насос.
Состав схемы

На заметку! Насос целесообразно устанавливать на входе в котел (в конце трассы). В этом случае он будет перекачивать уже охлажденный теплоноситель, а значит, срок эксплуатации изделия несколько повысится.

Состав схемы

Дополнительные элементы – клапана, вентили, датчики (давления, температуры) и ряд других. Необходимость их установки определяется конструктивными особенностями котла и спецификой монтируемого контура (его схемой).

Состав схемы

Характеристика принудительной циркуляции

Принудительный способ функционирует за счёт циркуляционного насоса, располагающегося в контуре отопительной сети. Функционирование такого насоса осуществляется за счёт переменного напряжения 220В. При отсутствии напряжения, когда отключается подача электроэнергии, функционирование насоса прекращается. Это недостаток, который в большинстве случаев вызывает серьёзные проблемы.

Чтобы избежать проблем с циркуляцией теплоносителя при отсутствии электроэнергии, прибегают к установке специальных источников питания. С их помощью возобновляется функционирование циркуляционного насоса при отсутствии электроэнергии.

Помимо использования источников питания, возобновить работу насоса можно другими способами:

  • Приобретение бензинового или дизельного генератора, которые вырабатывают переменный ток и напряжение 220В.
  • Установка байпаса, посредством которого обходится контур с насосом, и происходит самотёчное движение теплоносителя. Для этого сооружается отопительная система с уклонами трубопроводов по ходу движения воды. Для закрытой сети такая перемычка не актуальна, поэтому оптимальными вариантами являются только энергонезависимые источники питания.

Определимся, в чем разница между закрытым и открытым контуром. Открытый контур означает, что теплоноситель имеет соединение с воздухом, а в закрытой такое действие исключено. Местом соприкосновения теплоносителя является расширительный бачок, которые бывают двух видов:

  • открытые;
  • закрытые.

В закрытом типе бака установлена мембрана, при помощи которой удерживается давления газа, находящегося внутри ёмкости. В незамкнутом или открытом бачке происходит испарение теплоносителя, поэтому его объем постоянно уменьшается. Такое явление является негативным фактором, однако доливание холодной воды в систему выполняется не чаще, чем один раз в год.

Куда ставить насос — на подачу или в обратку

Невзирая на обилие информации в интернете, пользователю довольно сложно понять, как правильно установить насос на отопление, чтобы обеспечить принудительную циркуляцию воды в системе собственного дома. Причина – противоречивость этой информации, вызывающая постоянные споры на тематических форумах. Большая часть так называемых спецов утверждает, что агрегат ставится только на обратный трубопровод, приводя такие умозаключения:

  • температура теплоносителя на подаче гораздо выше, чем в обратке, поэтому насос прослужит недолго;
  • плотность горячей воды в подающей магистрали меньше, поэтому ее труднее перекачивать;
  • статическое давление в обратном трубопроводе выше, что облегчает работу насоса.
Читайте также:  Газовые котлы для отопления и горячего водоснабжения частного дома

Интересный факт. Иногда человек случайно попадает в котельную, обеспечивающую центральное отопление квартир, и видит тамошние агрегаты, врезанные в обратку. После этого он считает подобное решение единственно верным, хотя не знает, что в других котельных центробежные насосы могут стоять и на подающей трубе.

Отвечаем на приведенные утверждения по пунктам:

  1. Бытовые циркуляционные насосы рассчитаны на максимальную температуру теплоносителя 110 °С. В домашней отопительной сети она редко поднимается выше 70 градусов, да и котел не нагреет воду больше, чем 90 °С.
  2. Плотность воды при 50 градусах составляет 988 кг/м³, а при 70 °С – 977.8 кг/м³. Для агрегата, развивающего давление 4—6 м водного столба и способного перекачивать около тонны теплоносителя за 1 час, разница в плотности перемещаемой среды 10 кг/м³ (объем десятилитровой канистры) просто ничтожна.
  3. На практике столь же несущественна разность статических давлений теплоносителя в подающей и обратной магистрали.

Отсюда простой вывод: циркуляционные насосы для отопления допускается врезать как в обратный, так и в подающий трубопровод системы отопления частного дома. Данный фактор никак не повлияет на работоспособность агрегата или эффективность обогрева здания.

Котельная, сделанная нашим экспертом Владимиром Сухоруковым. Есть удобный доступ ко всему оборудованию, в том числе – насосам.

Исключение – дешевые твердотопливные котлы прямого горения, не оборудованные автоматикой. При перегреве теплоноситель в них закипает, поскольку горящие дрова нельзя потушить в один момент. Если циркуляционный насос установлен на подаче, то образующийся пар вперемешку с водой поступает внутрь корпуса с крыльчаткой. Дальнейший процесс выглядит так:

  1. Рабочее колесо перекачивающего устройства не предназначено для перемещения газов. Поэтому производительность аппарата резко снижается, а скорость течения теплоносителя падает.
  2. В котловой бак поступает меньше охлаждающей его воды, отчего перегрев возрастает, а пара образуется еще больше.
  3. Увеличение количества пара и его попадание в крыльчатку приводит к полной остановке движения теплоносителя в системе. Возникает аварийная ситуация и в результате роста давления срабатывает предохранительный клапан, выбрасывающий пар прямо в помещение котельной.
  4. Если меры по тушению дров не предпринимаются, то клапан не справляется со сбросом давления и происходит взрыв с разрушением оболочки котла.

Для справки. В дешевых теплогенераторах, выполненных из тонкого металла, порог срабатывания предохранительного клапана составляет 2 Бар. В более качественных ТТ-котлах этот порог предусматривается на уровне 3 Бар.

Практика показывает, что от начала процесса перегрева до срабатывания клапана проходит не более 5 минут. Если установить циркуляционный насос на обратной трубе, то пар в него не попадет и промежуток времени до аварии возрастет до 20 мин. То есть, монтаж агрегата на обратку не предотвратит взрыв, но отсрочит его, что даст больше времени на устранение проблемы. Отсюда рекомендация: насосы для котлов, работающих на дровах и угле, лучше ставить на обратном трубопроводе.

Для хорошо автоматизированных пеллетных отопителей место установки значения не имеет. Больше информации по теме вы узнаете из видео нашего эксперта:

Компоненты обвязки циркуляционного насоса

Монтаж оборудования предполагает установку цепочки деталей, в центре которой находится сам насос. Без должного оснащения прибор работать не будет или выйдет из строя.

Запорная арматура

Формируется из шаровых кранов, установленных по следующей схеме:

Схема монтажа запорной арматуры

При перекрытии задвижек доступ теплоносителя к насосу будет полностью прекращен. К такой мере прибегают в следующих случаях:

  • Насос установлен на байпасе, котел не зависит от подачи электроэнергии, что дает возможность перейти на естественную циркуляцию;
  • Прибор вмонтирован в общую цепь отопления. При проведении профилактических работ или при выходе из строя его беспрепятственно снимают, перекрывая краны с обеих сторон. Сливать воду из системы не придется.

Дополнительные элементы

К данной категории оснащения относят:

  • Фильтр грубой очистки с отводным мешочком. Его устанавливают перед устройством, по направлению тока воды. В процессе эксплуатации в теплоносителе накапливаются загрязнения, которые не должны попасть в насос;
  • Обратный клапан. Устанавливается в системах с пневматическим расширительным баком или в случае монтажа двух насосов (например, в двухэтажных домах);
  • Автоматический или ручной воздушный клапан. Устанавливается на тройник после второго шарового крана. Необходим для стравливания воздуха, который периодически скапливается. Если аналогичный элемент предусмотрен в конструкции насоса, в цепочке второй клапан не нужен.

Порядок сборки обвязки

Сборку обвязки осуществляют согласно схеме выше. При выполнении работ соблюдают такие правила:

  • Диаметр врезаемых элементов может превосходить номинальное сечение основных коммуникаций на 1-2 типоразмера. Для соединения используют соединительные переходники;
  • Непосредственно монтаж насоса при резьбовом подключении выполняют с помощью накидной гайки (так называемой «американки»);
  • Места соединений герметизируют и укрепляют сантехническим льном и герметиком.

Рекомендуется сначала выполнить сборку всех элементов и уже затем готовую конструкцию врезать в коммуникации. Из системы отопления предварительно сливают воду, промывают трубы и радиаторы.

Пример обвязки при вертикальной установке байпаса

ВАЖНО ЗНАТЬ: Обвязка циркуляционного насоса в системе отопления не должна приводить к избыточному давлению на корпус устройства.

Отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя

Главным достоинством такой системы является её независимость от электроснабжения. Для такого отопления можно применить обычный газовый котел АОГВ, АКГВ, АГВ без подключения электричества, а также твердотопливный или жидкотопливный котел, не оснащенный автоматикой.

Для хорошей работы такой системы отопления требуются трубы большого диаметра от 25 до 50 мм.

Это нужно для того, чтобы теплоноситель свободно циркулировал по всей системе.

Чаще всего для монтажа применяются стальные, оцинкованные трубы и трубы из нержавейки.

При расчете количества труб учитывается периметр дома, т.к. трубы в основном проходят вдоль стен по всему периметру, также в расчет входит труба для стояка плюс обвязка котла, радиаторов, расширительного бака и распределительная труба.

Отопительная система с распределительными

трубами на каждый радиатор.

Схема отопительной системы с естественной

циркуляции для двухэтажного дома.

Комплектующие и оборудование для монтажа отопительной системы с естественной циркуляцией:

  • Трубы — для основного стояка, обратки и распределительной трубы диаметр 32 – 50мм,

для распределительных труб на радиаторы диаметр 20 – 25мм.

  • Комплектующие – сгоны, переходники, тройники, крестовины, шаровые краны – для подпитки системы, для опорожнения
  • Котел
  • Радиаторы
  • Расширительный бак.

Особенности подключения дополнительного насоса к системе отопления

Есть ряд нюансов, связанных с насосным оборудованием, встраиваемым в отопительную систему:

Рекомендуем: Расширительный бак для отопления закрытого типа установка

В системах с естественной циркуляцией электросеть можно подводить только через предохранитель-автомат, позволяющий отключить оборудование в любой момент; В принудительных системах насос запускается, когда тепловое реле включено; Иногда устанавливается целых два насоса в системе отопления, и в таком случае к тепловому реле нужно подключить каждый из них; В электрических котлах насос подключается напрямую к котлу, поэтому он работает только при нагреве воды; Перед тем, как включить насос на отопление, нужно установить на участке до него очистительный фильтр; Верхняя часть байпаса оборудуется воздухоотводчиком; Мокрый дополнительный циркуляционный насос в системе отопления можно устанавливать строго горизонтально таким образом, чтобы клеммы контактов были направлены вверх; Каждое соединение отопительного трубопровода должно обустраиваться при помощи прокладок.

Плюсы и минусы

Открытая отопительная система до сих пор не потеряла своей актуальности, а в последнее время даже переживает второе рождение, и этому есть свои причины. Многие домовладельцы озабочены энергонезависимостью своих коммуникаций, а схема с открытым баком позволяет этого достичь. Есть у нее и другие достоинства:

  • производить заполнение открытой системы теплоснабжения и спуск воздуха проще, нежели в закрытой. Не нужно следить за максимальным давлением, а при наполнении воздух очень быстро покидает трубопроводы через открытый расширительный бак. Остается только развоздушить радиаторы;
  • проще осуществлять подпитку: опять же, контроль за давлением не требуется, а воду можно доливать в емкость хоть ведром;
  • работа системы не зависит от наличия протечек:  здесь рабочее давление весьма незначительно, поэтому пока в тепловой сети есть вода, она будет функционировать исправно.

Как водится, не обошлось и без недостатков, из-за которых подобные системы стали постепенно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным баком. По причине прямого контакта теплоносителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: естественное испарение горячей воды и насыщение ее кислородом. Отсюда проистекают следующие требования:

  • надо следить за уровнем воды в резервуаре и вовремя его пополнять;
  • нельзя заполнять отопительную сеть антифризом, что при испарении выделяет вредные вещества.
Читайте также:  6 источников альтернативного отопления частного дома

Насыщение кислородом теплоносителя приводит к уменьшению срока службы стальных деталей котла. По перечисленным причинам открытая система давно не применяется в многоквартирном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи такая практика имела место в жилых зданиях малой этажности. Также нежелательна ее эксплуатация с высокотемпературными источниками тепла, когда теплоноситель близок к температуре кипения. Дело в том, что при повышенном давлении в закрытой сети этот порог повышается, а испаряться воде некуда. В открытой системе количество воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бака для воздуха.

Разновидности подключения радиаторов

Основными способами подключения приборов отопительных систем является несколько типов:

Разновидности подключения радиаторов
  • Боковое (стандартное) подключение;
  • Диагональное подключение;
  • Нижнее (седельное) подключение.

Боковое подключение

Разновидности подключения радиаторов

Боковое подключение радиатора.

Подключение с торца прибора – подача и обратка находятся с одной стороны радиатора. Это наиболее распространенный и эффективный способ подключения, он позволяет снять максимальное количество тепла и использовать полностью теплоотдачу радиатора. Как правило, подача находится сверху, а обратка снизу. При использовании специальной гарнитуры возможно подключение снизу–вниз, это позволяет максимально спрятать трубопроводы, но снижает теплоотдачу радиатора на 20 – 30%.

Разновидности подключения радиаторов

Диагональное подключение

Диагональное подключение радиатора.

Разновидности подключения радиаторов

Подключение по диагонали радиатора – подача находится с одной стороны прибора сверху, обратка с другой стороны снизу. Такой тип подключения используется в тех случаях, когда длина секционного радиатора превышает 12 секций, а панельного 1200 мм. При установке длинных радиаторов с боковым подключением присутствует неравномерность прогрева поверхности радиатора в наиболее удаленной от трубопроводов части. Чтобы радиатор прогревался равномерно, применяют диагональное подключение.

Нижнее подключение

Разновидности подключения радиаторов

Нижнее подключение с торцов радиатора

Подключение с низа прибора – подача и обратка находятся внизу радиатора. Такое подключение используется для максимально скрытого монтажа трубопроводов. При монтаже секционного прибора отопления и подключения его нижним способом подающий трубопровод подходит с одной стороны радиатора, а обратный с другой стороны нижнего патрубка. Однако эффективность теплоотдачи радиаторов при такой схеме снижается на 15-20%.

Разновидности подключения радиаторов

Нижнее подключение радиатора.

В случае когда нижнее подключение используется для стального панельного радиатора, тогда все патрубки на радиаторе находятся в нижнем торце. Конструкция самого радиатора при этом выполнена таким образом, что подача поступает по коллектору сначала в верхнюю часть, а затем обратка собирается в нижнем коллекторе радиатора, тем самым теплоотдача радиатора не снижается.

Разновидности подключения радиаторов

Нижнее подключение в однотрубной схеме отопления.

Похожие записи:

  1. Расчет системы отопления частного дома (часть1)
  2. Расчет систем отопления (часть 3 — Расчет радиаторов)
  3. Расчет системы отопления (Часть 4 — Подбираем тип схемы)
Разновидности подключения радиаторов

Как обеспечить бесперебойную работу насоса

Одним из главных принципов работы системы отопления является не только установка насоса, но и обеспечение его бесперебойной подачей электропитания. Чтобы обезопасить систему, требуется включить в нее источник бесперебойного питания, который должен быть оснащен запасом емкости аккумуляторов до 12 часов отсутствия электроэнергии.

Стабилизатор будет выдавать «переменный ток». Несмотря на то, что системы отопления могут оснащаться дизельными автономными генераторами, при скачках напряжения и для гарантии целостности оборудования используются источники бесперебойного питания. Перед тем, как установить циркуляционный насос, нужно иметь в виду, что в комплексе с ИБП оборудование будет стоить дорого, но сумма достаточно быстро окупится.

Если устройства подключены к сети и пропускают ток транзитом без изменения параметров, тогда при отключении электричества они перейдут на оффлайн-режим, чем обезопасят систему. Аппараты, постоянно обеспечивающие подачу тока от аккумулятора, способны работать при разных значениях параметров, поэтому они являются наиболее удобными для отопительного оборудования.

Как обеспечить бесперебойную работу насоса

Схема подключения к ИБП

Чтобы понять, зачем нужен насос для отопительной системы, и как его подключить, лучше всего обратиться к специалисту, так как это требует подробного изучения схемы установки агрегата. В редких случаях хозяева самостоятельно приступают к процессу монтажа. Так, чтобы правильно установить насос и затем включить, должны иметься весомые причины, такие как отсутствие его в самом котле или недостаточная мощность в отопительном контуре для прогрева дома.