Схема с насосом на обратной линии

Равномерное распределение тепла в доме с автономной отопительной системой обусловлено используемой моделью перекачивающего устройства. За счет этого оборудования обеспечивается принудительное движение теплой среды по трубам и радиаторам.

Чтобы определить, какая схема подключения насоса отопления будет оптимальной для самостоятельного воплощения, предстоит учесть многие детали.

Плюсы и минусы применения насоса отопления

Еще пару десятков лет назад в частном секторе дома оснащались отоплением самотечного типа. В качестве источника тепла использовалась дровяная печь или газовый котел. Для габаритных циркуляционных приборов оставалась всего одна область применения – сети централизованного отопления.

Сегодня же производители оборудования для отопления предлагают менее габаритные агрегаты, обладающие следующими преимуществами:

1. Увеличилась скорость передвижения теплового носителя. Выработанное котлом тепло достаточно быстро поступает в радиаторы. За счет этого существенно ускорился процесс прогрева помещений.
2. Чем больше скорость движения, тем выше пропускная способность труб. Это означает, что идентичный объем тепла может быть доставлен в комнаты, магистралью с меньшим диаметром.
3. Схемы водяного отопления претерпели значительных изменений. Магистраль может быть проложена с самым незначительным уклоном. Также сложность и протяженность линии может быть какой угодно. Основное правило – рациональный выбор отопительного насоса исходя из требуемой мощности.
4. С помощью бытового циркуляционного прибора стала возможна организация теплых полов в доме, а также эффективной системы отопления закрытого типа.
5. Появилась возможность спрятать всю отопительную линию коммуникаций, проходящую через комнаты, что не всегда благополучно сочетается с дизайном помещения. Достаточно распространены варианты укладки труб за натяжными потолками, в стенах или под покрытием полов.

К недостаткам насосных систем относят обусловленность функционирования от подачи электричества и его расходование перекачивающим аппаратом в отопительный сезон.

Ведущей фирмой Grundfos, занимающейся разработкой оборудования для отопления были выпущены инновационные модели циркуляционных насосов Alpfa2, способных менять производительность, исходя из потребностей отопительной системы, что позволяет экономить на потреблении электричества

Поэтому если участок часто лишается электроснабжения, целесообразно будет установить устройство для обеспечения электроэнергией в бесперебойном режиме. Второй недостаток не является критичным и может быть устранен правильным подбором мощности и модели прибора.

Выбор места врезки прибора в систему

Установка циркуляционного насоса предполагается на участке сразу после теплогенератора, не доходя до первой линии разветвления. Не имеет значения выбранный трубопровод – это может быть как подающая, так и обратная магистраль.

Где можно поставить насос

Современные модели бытовых агрегатов для отопления, выполненных из высококачественных материалов, выдерживают температуру максимум в 100 °C. Однако, на более высокий нагрев теплоносителя большинство систем не рассчитаны.

Температурный показатель теплоносителя в сети персонального отопления нечасто доходит даже до 70 °C. Котел также не прогревает воду выше 90 градусов

Одинаково эффективной будет его работоспособность как на подающей, так и на обратной ветке. И вот почему:

1. Плотность воды при нагреве до 50 °C равна 987 кг/м3, а при 70 градусах – 977,9 кг/м3;
2. Отопительный агрегат способен вырабатывать гидростатическое давление в 4-6 м водного столба и перекачивать почти 1 т теплоносителя в час.

Из этого можно сделать заключение: малосущественная разница в 9 кг/м3 между статистическим давлением движущегося теплоносителя и обраткой не влияет на качество обогрева помещений.

Бывают ли исключения из правил?

В качестве исключения могут послужить недорогие котлы с прямым типом сгорания, функционирующие на твердом топливе. В их устройстве не предусмотрена автоматика, поэтому в момент перегрева теплоноситель начинает кипеть.

Установка коллекторной разводки в отопительной системе, применяющей твердотопливный котел считается наиболее эффективной. Однако такого вида обогрев частного дома относится к наиболее сложным в исполнении

Проблемы начинают возникать в том случае, если установленный в подающую магистраль электронасос начинает наполняться горячей водой с паром. Тепловой носитель проникает через корпус с рабочим колесом и происходит следующее:

1. За счет действия газов на крыльчатку перекачивающего прибора происходит снижение КПД агрегата. В результате коэффициент скорости циркуляции теплового носителя существенно понижается.
2. В расширительный бачок, расположенный вблизи всасывающего патрубка, поступает недостаточное количество холодной жидкости. Перегрев механизма увеличивается и формируется еще больше пара.
3. Большое количество пара при попадании в крыльчатку полностью останавливает передвижение теплой воды по магистрали. Из-за возрастания давления происходит срабатывание клапана предохранителя. Выброс пара осуществляется непосредственно в котельную. Создается аварийная обстановка.
4. Если в этот момент не потушить дрова, клапан не сможет справиться с нагрузкой и произойдет взрыв.

На практике, от начального момента перегрева до срабатывания предохранительного клапана проходит не больше 5 минут. Если же монтировать циркуляционный механизм на обратной ветке, тогда отрезок времени, за который пар поступит в устройство, увеличивается до 30 минут. Этого промежутка будет достаточно для устранения подачи тепла.

В недорогих теплогенераторах, изготовленных из металла невысокого качества, давление срабатывания клапана-предохранителя соответствует 2 Бар. В качественных твердотопливных котлах – этот показатель 3 Бар

Из этого можно сделать вывод, что нецелесообразно и даже опасно устанавливать циркуляционное устройство на подающую магистраль. Насосы для твердотопливных теплогенераторов лучше всего монтировать в обратный трубопровод. Однако к автоматизированным системам это требование не относится.

Отопление с группой отдельных магистралей

Если отопительная система разведена на две отдельные линии, отапливающие правую и левую стороны коттеджа или несколько этажей – более практичным будет установить для каждой из ветвей индивидуальный насос.

При монтаже отдельного прибора для тепловой линии второго этажа появляется возможность экономить, регулируя необходимый режим работы. За счет того, что тепло обладает свойством подниматься, на втором этаже всегда будет теплее. Это позволит снизить скорость циркуляции теплоносителя.

Врезка насоса производится аналогично – на участке, находящемся сразу после теплового генератора до первого ответвления в этом контуре отопления. Обычно при монтаже двух агрегатов в двухэтажном доме расход топлива на обслуживание верхнего этажа будет значительно меньше.

Схемы для разного типа систем

Изначально необходимо определиться с зоной врезки циркуляционного устройства. С его помощью осуществляется процесс активного движения жидкости – поток проходит через котел и принудительно направляется к радиаторам отопления.

Для расположения бытового насоса необходимо определить наиболее удобный участок, чтобы его легко можно было обслуживать. На подаче он устанавливается после блока безопасности и отсечной арматуры котла.

Для того, чтобы проводить техническое обслуживание и контроль функционирования оборудования, необходимо устанавливать отсечные краны. Таким образом любой элемент системы отопления можно снять без полного демонтажа магистрали

На обратном трубопроводе насос ставится после расширительного бачка перед тепловым генератором.

Из-за наличия в воде различных механических примесей, например, песка могут возникнуть проблемы в работе перекачивающего механизма. Частицы способствуют заклиниванию крыльчатки, а в худшем случае – остановке мотора. Поэтому непосредственно перед агрегатом потребуется поставить сетчатый фильтр-грязевик.

Схема подключения твердотопливного котла основана на двух важных элементах, позволяющих ей эффективно функционировать в системе отопления частного дома. К ним относится: группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового смесительного клапана

Отдельно стоит затронуть вопрос отопительной системы открытого типа. Она способна работать в двух режимах – с принудительной и самотечной циркуляцией теплоносителя.

Второй вариант больше подходит для местности с частым обесточиванием. Это значительно экономнее, нежели приобретение бесперебойника либо генератора. В этом случае агрегат с отсечной арматурой необходимо устанавливать на байпасе, а в прямую магистраль производить врезку крана.

В магазинах можно встретить готовые узлы с байпасом. На месте проточного крана на них расположен обратный пружинный клапан. Это решение не рекомендуется применять — клапан производит силу сопротивления в 0,1 Бар, что значится как большой показатель для циркуляционной системы самотечного типа.

Лучше использовать вместо него лепестковый клапан. Однако его монтаж выполняется строго по горизонтали.

Насос и котел на твердом топливе

Подсоединение насоса к системе с твердотопливным агрегатом осуществляется на обратной линии. В этом случае применяется подключение перекачивающего прибора в контур котла с байпасом и трехходовым смесительным клапаном. В дополнение последний может быть оснащен сервоприводом и накладным температурным датчиком.

Схема подключения твердотопливного котла основана на двух важных элементах, позволяющих ей эффективно функционировать в системе отопления частного дома. К ним относится: группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового смесительного клапана

Вследствие того, что максимальная производительность отопительного оборудования используется полной мерой только в холодный период, возможно осуществить установку теплоаккумулятора (ТА). Он способен поглощать избыточное тепло, а затем, по требованию, отдавать его контуру отопления.

Этот аккумулятор выполнен в форме бака и обложен теплоизоляционным материалом. С одной стороны устройства расположено два патрубка, предназначенные для его подключения, и два с другой – для подсоединения к линии радиаторов.

У теплоаккумулятора есть два контура: малый и большой. Первый получает энергию от котла, второй – отдает по надобности теплоноситель отопительной системе

В процессе прохождения жидкости через котел, который функционирует на максимуме, теплоноситель в тепловом аккумуляторе со временем прогревается до 90-110 градусов. В большом контуре требуется врезка еще одного циркуляционного прибора.

В зависимости от меры остывания жидкости в системе, обеспечивающей отопление, через клапан сюда будет входить необходимо количество тепла из аккумулирующего устройства.

Схема монтажа насоса

Для выполнения своих функций бытовое циркуляционное оборудование, независимо от фирмы производителя, должно быть правильно установлено на трубу или запорно-регулирующую арматуру.

Крепление производится посредством гаек накидного типа. Такой вариант фиксации позволит при необходимости его снять, например, для проверки или осуществления ремонта.

Подбирая модель циркуляционного насоса необходимо обращать внимание на его способность функционировать в разных положениях. Вертикальное размещение прибора снижает его мощность до 30%

Корректно выполненная установка всех элементов системы отопления обеспечивает равномерный прогрев всей магистрали. В процессе монтажа циркуляционного насоса необходимо соблюдать следующие правила:

1. Разрешается устанавливать прибор на любые участки трубы. Трубопровод может быть расположен горизонтально, вертикально или наклонен. Однако роторная ось должна быть в горизонтальном положении. Поэтому установка «головой вниз» или, наоборот, наверх – невозможна.
2. Стоит внимательно отнестись к расположению пластиковой коробки, где размещены контакты электропитания – они будут поверх корпуса. В противном случае их может залить водой при аварийной ситуации. Для этого потребуется открутить крепежные винты на кожухе и развернуть его в необходимую сторону.
3. Соблюдать направление потока. Его указывают стрелкой на корпусе прибора.

Всем своим весом насос давит на корпус шаровых кранов, расположенных вблизи. Это стоит принимать в расчет при выборе арматуры. Высококачественные детали оснащены мощным корпусом, который при эксплуатации не покроется трещинами от ежедневных нагрузок.

Установка дополнительного оборудования

Вне зависимости от используемого типа отопительного контура, где производителем тепла служит один котел, достаточно будет установить единый перекачивающий аппарат.

Если же конструктивно система более сложная, возможно применение дополнительных устройств, обеспечивающих принудительную циркуляцию жидкости.

Пример совместной схемы обвязки твердотопливного котла в паре с электрическим. В этой системе отопления установлено два перекачивающих устройства

Необходимость в этом появляется в следующих случаях:

• при обогреве дома участвует более одного котельного агрегата;
• если в схеме обвязки присутствует буферная емкость;
• система отопления расходится на несколько ветвей, например, обслуживание косвенного бойлера, несколько этажей и т. д.;
• при использовании гидроразделителя;
• когда длина трубопровода более 80 метров;
• при организации движения воды в контурах обогрева пола.

Для выполнения правильной обвязки нескольких котлов, функционирующих на разном топливе, есть необходимость установки резервных насосов.

Для схемы с теплоаккумулятором также необходим монтаж дополнительного циркуляционного насоса. В этом случае магистраль состоит из двух контуров – отопительного и котлового.

Буферная емкость разделяет систему на два контура, хотя на практике их может быть и больше.

Более сложная схема отопления реализуется в больших домах на 2-3 этажа. Из-за разветвления системы на несколько магистралей, насосов для перекачивания теплоносителя задействуют от 2 и больше. Они отвечают за подачу теплоносителя на каждый из этажей к различным приборам отопления.

Вне зависимости от количества пееркачивающих устройств, их устанавливают на байпасе. В межсезонье система отопления может работать без насоса, который перекрывается с помощью шаровых вентилей

Если же в доме планируется организовать полы с подогревом, то целесообразно монтировать два циркуляционных насоса. В комплексе насосно-смесительный узел отвечает за подготовку теплоносителя, т. е. удержание температуры в 30-40 °C.

Чтобы мощности основного перекачивающего устройства хватило на преодоление местного гидравлического сопротивления контуров пола, длина линии не должна быть больше 50 м. Иначе прогрев полов станет неравномерным, соответственно и помещения

В некоторых случаях вовсе не требуется установка насосных агрегатов. Многие модели электро- и газогенераторов настенного типа уже имеют встроенные циркуляционные устройства.

Правила подключения к электропитанию

Циркуляционный насос работает от электропитания. Подключение выполняется стандартное. Рекомендуется провести отдельную линию электроснабжения с автоматом защиты от скачков напряжения.

Для подключения необходимо подготовить 3 провода – фазный, нулевой и заземляющий. Выбрать можно любой из методов подсоединения:

• через устройство дифференциального автомата;
• подсоединение к сети вместе с бесперебойником;
• питание насоса от системы автоматики котла;
• с регулировкой от термостата.

Многие задаются вопросом, зачем усложнять, ведь подключение насоса можно осуществить подсоединением вилки к проводу. Именно так перекачивающее устройство включается в обычную розетку.

Однако специалисты не рекомендуют использовать такой метод из-за опасности возникновения непредвиденных ситуаций: здесь нет заземления и страховочного автомата.

Схема с дифференциальным автоматом применяется для так называемых мокрых групп. Построенная таким образом система отопления обеспечивает высокую степень безопасности проводки, оборудования и человека

Первый вариант не сложен в самостоятельной сборке. Необходимо установить дифференциальный автомат на 8 А. Сечение провода подбирается исходя из номинала устройства.

В стандартной схеме, подвод питания выполняется к верхним гнездам – они маркируются нечетными цифрами, нагрузка – к нижним (четные цифры). К автомату будет подключена и фаза, и ноль, поэтому разъемы для последнего обозначают буквой N.

Для автоматизации процесса остановки циркуляции теплового носителя при остывании до определенной температуры, применяется электросхема подсоединения насоса и термостата. Второй монтируется в подающую магистраль.

В момент, когда температурный режим воды снижается до указанного показателя, прибор разъединяет цепь электрического питания.

Для того, чтобы термостат в нужный момент отключал циркуляционный процесс, его устанавливают на металлический участок трубопроводной линии. За счет плохой проводимости полимерами тепла, монтаж на пластиковую трубу повлечет некорректную работу прибора

Нет сложностей и в подаче электричества через бесперебойник, для этого у него есть специальные разъемы. В них же подключается и тепловой генератор, когда есть потребность в обеспечении электричеством.

Если же выбрать метод присоединения насоса к регулирующему щитку котла или автоматике – потребуются хорошие знания в системе электроснабжения или же помощь профессионала.

Выводы и полезное видео по теме

Правила установки отопительного оборудования в видеоролике:

Видео поясняет особенности двухтрубной системы отопления и демонстрирует разные схемы установки приборов:

Особенности подключения теплоаккумулятора в систему отопления в видеоролике:

При знании всех правил подключения не возникнет сложностей с монтажом циркуляционного насоса, а также при подключении его к электропитанию дома. Самая сложная задача — врезка перекачивающего устройства в стальной трубопровод. Однако с использованием комплекта лерок для создания резьбы на трубах можно самостоятельно осуществить обустройство насосного узла.

Схему ТП, показанную на рис. 4.57а, исполь­зуют для увеличения располагаемого напора для ТП любой мощности. Схема отвечает нормальным значениям напоров в обратной линии ТП как при работе сети, так и при ста­тическом режиме: Н0> Нмс; Р0Нмс; Рст

Наименьшие требования к расположению пьезометрических линий как при статическом, так и при гидродинамическом режимах предъяв­ляет независимая схема присоединения систем отопления, так как при­соединение через теплообменники разобщает гидравлические режимы тепловой сети и местных систем. Единственно^ требование в этом отно­шении состоит в том, чтобы давление в обратной линии при гидродина­мическом режиме и давление в теплопроводах при статическом режиме не превышали допустимого из условий механической прочности водово — дяных подогревателей. Для систем, к которым присоединяется большое число абонентов с различными характеристиками оборудования, с раз­личными требованиями к режимам регулирования теплоснабжения, при сложном рельефе местности независимое присоединение предпочтитель­нее других способов. При независимом присоединении всех абонентов существенно снижаются требования к гидравлическому режиму системы, тем самым упрощается ее эксплуатация и повышается ее маневренность, что особенно важно при нерасчетных и аварийных гидравлических режи­мах. Независимое присоединение повышает надежность системы тепло­снабжения. В то же время капитальные вложения в абонентские уста­новки получаются больше, чем при зависимом присоединении. Увеличи­ваются и энергозатраты на циркуляцию теплоносителя в местных системах. Учитывая отмеченные обстоятельства, зависимые способы присоединения применяют более широко.

Зависимое присоединение предъявляет жесткие требования к гидрав­лическому режиму тепловой сети, особенно жесткие требования предъяв­ляют схемы присоединения с элеваторами. Если пьезометрические графики удовлетворяют их требованиям, можно осуществлять присоеди­нения со смесительными насосами и независимые присоединения.

Ниже будут рассмотрены способы присоединения только систем отопления зданий, так как присоединение систем горячего водоснабже­
ния и к закрытым и к открытым системам теплоснабжения можно осу­ществить при любых способах присоединения систем отопления.

На рис. 8.5, а приведен пьезометрический график тепловой сети при сложном рельефе местности и большой высоте присоединяемых зданий. На графике показан рельеф местности по трассе магистрали и ответвле­ний, нанесены высоты зданий, показаны пьезометрические линии при гидродинамическом и статическом режимах. На рис. 8.5, б дана прин­ципиальная схема системы теплоснабжения.

Располагаемый напор в коллекторах источника тепла &Н= 130—30 = = 100 м, располагаемый напор в конце магистрали Д#=8 м, потери напора в подающей и обратной линиях Л# = 46 + 46=92 м.

Полный статический напор в системе выбран на уровне 70 м (линия 5 — 5 на рис. 8.5). Пьезометрические статические напоры в разных зо­нах теплоснабжаемого района будут различными. Так, для здания /, расположенного на отметке 0,0 м, пьезометрический статический напор равен 70 м. Для зданий //, ///, IV пьезометрический статический напор равен 60 м, а для зданий V, VI — 40 м.

Зависимое присоединение зданий через элеваторы допустимо при гидравлическом режиме тепловой сети, характеризующемся выполнени­ем следующих требований:

1) статическое давление в тепловой сети должно быть меньше допу­стимого из условия прочности нагревательных приборов местных систем

Рис. 8 5 Пьезомет­рический график (а) и принципи­альная схема двух­трубной тепловой сети (б) при слож­ном рельефе ме­стности и большой высоте присоеди­няемых зданий

П, О — пьезометриче­ские линии нодающе — го и обратного теп — «лопроводов; S — S — линия полного стати­ческого напора в теп­ловой сети Нj.

Ніг яііг Hiv Hv>

—высота зда­ний абонентов, м; ДН — располагаемый напор, м; Нн — на­пор, создаваемый на» сосом, м; Д#рдд£—

Потери напора в РДДС, I—VI — або­ненты, остальные обозначения см. на рис в 4
отопления. Для чугунных радиаторов допустимый напор Ядоп=60 м, для нагревательных бетонных панелей со змеевиками из труб #доп=г,80 м, ДЛЯ конвекторов Ядоп=90 м. Из условия заполнения системы отопления здания водой изо^ггочный пьезометрический напор в верхней точке ото­пительной системы должен быть не менее 5 м. Следовательно, статиче­ский напор должен быть не менее чем на 5 м выше здания. Таким образом, на пьезометрический статический напоо Яот накладываются следующие ограничения:

Я3д + 5 Яст ^ Яд0П.

2) Давление в обратной линии при гидродинамическом режиме, опре­деляющее избыточное давление в системах отопления зданий, не долж­но превышать допустимое из условия прочности отопительных систем и должно создавать избыточное давление в верхних точках системы не менее 0,05 МПа. Эти ограничения аналогичны ограничениям для ста­тического давления. Их отражает такое же неравенство:

Язд -[- 5 ^ Н0 Ядоп • где Но — напор в обратной линии при гидродинамическом режиме;

3) для нормальной работы элеватора, обеспечивающего требуемый коэффициент подмешивания, располагаемый напор в тепловой сети пе­ред зданием АЯ должен быть не менее 10—15 м.

При выполнении всех изложенных требований возможно зависимое присоединение системы отопления зданий через элеватор.

Из шести зданий, показанных на рис. 8.5, изложенным требованиям удовлетворяет только здание III. Для этого здания Яст = 6 0 ми Я0 = = 53 м, т. е. не больше ЯДоп=60 м для чугунных радиаторов, которыми оборудованы системы отопления зданий. Высота здания Яці = 40 м, следовательно, Яст!>ЯзД + 5 = 45 м и Я0!>45 м. Располагаемый напор в месте присоединения здания АЯ=97—63 = 34 м, т. е. достаточен для работы элеватора.

На рис. 8.6, а показана схема присоединения системы отопления зда­ния к тепловой сети через элеватор и построен график напоров. К соплу подходит высокотемпературная вода с пьезометрическим напором Яп = = 87 м. При истечении воды из сопла элеватора теряется напор ЛЯЭл, превращаясь в кинетическую энергию струи воды. В обратном трубопро­воде на вводе в систему отопления здания напор Я0 = 53 м. Потери на­пора на циркуляцию в системе отопления равны АЯСИст.

Если условия присоединения соответствуют всем перечисленным вы­ше требованиям, за исключением того, что располагаемый напор у зда­ния не обеспечивает работу элеватора (ЛЯ