Насос подпитки системы отопления: конструктивные особенности

Каждый владелец автономной системы отопления (СО) неизбежно сталкивается с проблемой уменьшения количества теплоносителя в отопительном контуре.

В открытых системах это происходит регулярно и достаточно быстро, в закрытых – медленно. Избежать аварийных ситуаций при недостатке теплоносителя в отопительном контуре поможет узел автоматической подпитки.

Для чего нужна подпитка СО

Несколько слов теории. Существует два типа отопительных систем:

• с естественной циркуляцией теплоносителя по отопительному контуру.
• с принудительным перемещением при помощи установленного циркуляционного насоса в отопление частного дома.

Нагретый теплогенератором теплоноситель циркулирует по контуру, проходя через радиаторы, в которых и отдает часть тепловой энергии в отапливаемые помещения. Только после этого, остывший теплоноситель возвращается в исходную точку – котельную установку. Далее цикл повторяется. Уменьшение объема теплоносителя грозит владельцу многими бедами, среди которых снижение КПД, выход из строя оборудования (вследствие перегрева) и завоздушивание системы.

Данный краткий теоретический экскурс был необходим для того, чтобы читатель имел представление о количестве отопительного оборудования, а значит и о местах его стыковки с магистральным трубопроводом.

Итак, какими же путями жидкость может покидать СО? Если речь идет об открытой отопительной системе, то основное место максимального испарения теплоносителя – это расширительный бак открытого типа. Кроме этого, уменьшение объема теплоносителя может происходить через:

• места стыковки оборудования в виде микропротечек;
• воздухоотводчик в виде пара;
• предохранительный клапан, при сбросе излишнего давления;
• краны Маевского на радиаторах, при удалении воздушных пробок.

Не стоит «сбрасывать со счетов» и слив части теплоносителя, связанный с профилактическими работами (чистка фильтров-грязевиков), ремонтом участка трубопровода или заменой оборудования. Есть и еще одна причина уменьшения объема теплоносителя – коррозия внутренних поверхностей стальных труб, которая приводит к утончению их стенок. В результате – увеличивается проходной диаметр трубы, а значит и ее объем.

Подытожив вышесказанное: Узел автоматической подпитки решает проблему недостатка объема теплоносителя при соблюдении расчетных значений давления в СО.

Устройство подпиточного узла

Существует несколько вариантов создания подпиточного узла. Наиболее распространенным является схема, на основе редукционного и обратного клапана собранная на байпасе.

Работает система так: когда давление в контуре падает ниже минимального, пружина редукционного клапана разжимается, открывая клапан. Он, в свою очередь, открывает проход для движения воды из водопровода.

Важно! Проблема в том, что данная система может работать исключительно в закрытых СО. В СО открытого типа, данная система работать не будет, так как в ней недостаточно давления для работы пружинного механизма редукционного клапана.

Самый простой вариант организации подпитки СО – это соединение водопровода с отопительным контуром через шаровый кран.

Перед краном необходимо установить фильтр, задерживающий возможные механические загрязнения.

Совет: Чтобы теплоноситель не перетекал из отопительного контура в водопровод (при отсутствии в водопроводе давления и ненароком забытого открытым шарового крана) рекомендуем установить на питающий трубопровод подпиточного узла обратный клапан.

Узел подпитки СО с насосом

Что делать, если в доме автономное водоснабжение или существует проблема частого отключения воды? Если нет центрального водопровода, можно установить ручной насос для подпитки системы отопления (альвеер), который будет брать воду из любой емкости, например пластиковой бочки.

Совет: Для организации подпиточного узла можно воспользоваться классическим механическим насосом для опрессовки.

Подключение подпитки: к обратному трубопроводу перед циркуляционным насосом. Такое решение обусловлено тем, что в данном месте самое низкое давление и температура теплоносителя. Данный способ прекрасно зарекомендовал себя в автономных СО небольших частных домов. Не следует забывать и о главных недостатках ручной подпитки: трудозатраты и необходимость отслеживания объема теплоносителя в системе по меткам в расширительном баке или манометру.

Многие наши соотечественники спрашивают: «Как реализовать узел автоматической подпитки, если давление в водопроводе ниже, чем в контуре СО, или по контуру циркулирует антифриз, а не водопроводная вода?»

Решить проблему позволит установка подпиточного насоса для системы отопления частного дома. Для автоматического управления насосом потребуется:

• Манометр электроконтактный или реле давления.
• Обратный клапан.
• Накопительная емкость (для домов с автономным водоснабжением и при циркуляции в контуре антифризов).

Принцип действия узла с насосом для подпитки системы отопления антифризом следующий: при падении давления в контуре до минимального, срабатывает регулируемый датчик давления, который замыкает контакты включения насосной установки. Забор теплоносителя или антифриза производится из накопительного бака.

Важно! Датчик давления и электроконтактный манометр являются устройствами с реализованной функцией настройки срабатывания контактной группы.

Помимо автоматизации и устранения фактора ручного труда у такой конструкции есть и еще одно неоспоримое достоинство: его можно использовать, как насос для закачки теплоносителя в систему отопления.

Подбор подпиточного насоса

В отличие от своего циркуляционного «собрата» насос подпитки должен развивать сравнительно высокое давление большее, чем в контуре отопительной системы при небольшой подаче, так как для подпитки обычно не требуется перекачка большого объема жидкости. Для организации узла автоматической подпитки применяются моноблочное, вихревое и лопастное насосное оборудование.

Важно! Данное оборудование, как правило, обладает низким КПД (45%), что в данном случае несущественно из-за их непродолжительного времени работы.

Итак, как подобрать насос для системы отопления? Первое, на что следует обратить внимание – это на напор, который он должен создавать.

Важно! Необходимо понимать, что насос должен создавать напор, который будет выше давления в обратке СО, а также сможет «продавить» гидравлическое сопротивление датчика давления и трубопровода.

Второй критерий выбора – это расход. Для закрытых СО нормы утечки принимаются, как 0,5% от объема теплоносителя в отопительном и котловом контуре. Объем теплоносителя можно рассчитать, принять приблизительно (15 л/кВт мощности котельной установки), а можно узнать опытным путем.

Совет: Приобретать насос только для подпитки СО – нецелесообразно. Данное устройство при грамотном монтаже и обвязке может выполнять массу вспомогательных функций, например, нагнетать давление во внутреннюю систему водопровода частного дома, выполнять функцию резервного циркуляционного насоса, использоваться для слива и закачки воды в контур.

Подпитка системы отопления. Ручная и автоматическая

Подпитка – добавление теплоносителя (воды) в систему отопления. Это одна из стандартных операций по техническому обслуживанию. В открытых системах отопления с гравитационной циркуляцией воды происходит наиболее интенсивное испарение через расширительный бак. Для систем такого типа подпитку необходимо осуществлять перед каждым отопительным сезоном, а иногда и во время него. Закрытый тип не так подвержен утрате теплоносителя, но также нуждается в периодической подпитке, не реже одного раза в 3-4 года. Существует много причин снижения уровня теплоносителя в закрытых системах отопления:

• В процессе эксплуатации, особенно при первых и тестовых запусках перед осенне-зимним сезоном, довольно часто срабатывают автоматические воздухоотводчики. Эти устройства располагаются в самых высоких участках трубопроводов. Поэтому температура теплоносителя возле них самая высокая. В процессе сбрасывания воздуха выходит большое количество водяного пара;
• Удаление воздушных пробок с радиаторов отопления сопровождается вытеканием довольно значительного количества воды;
• При эксплуатации системы отопления в максимальных режимах, что характерно для твердотопливных котлов, периодически срабатывает предохранительный клапан. В этом случае подпитку необходимо организовать оперативно, так-так недостача теплоносителя может привести к перегреву теплообменника и повреждению футеровочного слоя топки твердотопливного котла;
• Нарушение герметичности трубопроводов, стояков, радиаторов и т. п. В каждом конкретном случае протечка может быть незначительной и незаметной. Но если монтаж выполнен небрежно и имеется много мест микроутечки, уровень теплоносителя снижается довольно быстро.

К чему может привести критически низкий уровень теплоносителя?

• Снижение эффективности системы отопления и появление многочисленных воздушных пробок;
• Перегрев теплоносителя, ведущий к отключению котла;
• Более интенсивное протекание процесса коррозии внутри трубопроводов и радиаторов, в местах контакта с воздухом;
• Существенно возрастает риск выхода из строя котла или контролирующей температуру аппаратуры.

Ручная подпитка

Наиболее простой способ организации ручной подпитки теплоносителя реализуется в открытых системах отопления следующим образом:

• На обратке системы отопления перед циркуляционным насосом врезается патрубок. Именно на этом участке самая низкая температура теплоносителя и показатели давления в системе;
• На патрубок устанавливается обратный клапан для предотвращения слива теплоносителя в водопровод и шаровой кран в качестве отсекающей запорной арматуры;
• Перед краном в трубу врезается фильтр грубой очистки — грязевик;
• Сама труба подключается к системе централизованного водоснабжения.

Такой способ подпитки имеет целый ряд недостатков:

• Владельцу дома придется самостоятельно отслеживать уровень теплоносителя в системе. Для этого визуально оценивается уровень воды в расширительном баке;
• Количество поданной в трубопроводы воды также необходимо контролировать вручную;
• Как правило, наполнение происходит до момента, пока вода начнет выливаться через патрубок перелива расширительного бака.

В том случае, если в доме нет централизованной системы водоснабжения, можно воспользоваться насосным оборудованием для ручной подпитки системы отопления. Для этого рекомендуется применять погружной насос «Малыш» со встроенным обратным клапаном. Насос через гибкий шланг со штуцером или соединением американка подключается к крану слива теплоносителя в канализацию. После подключения запорная арматура открывается, предоставляя доступ в систему. Утечка через насосное оборудование невозможна при условии, что давление в системе не превышает 2 бара. Именно такое давление выдерживает обратный клапан погружного насоса «Малыш». При необходимости к сливному крану подключается отдельный обратный клапан с более высокими рабочими параметрами, чтобы гарантировать отсутствие утечек теплоносителя.

ВАЖНО! Подпитку теплоносителя системы отопления открытого типа с твердотопливным котлом следует выполнять при неактивном отопительном оборудовании. Попадание слишком холодной воды в раскаленный теплообменник может привести к его повреждению.

Масштабные системы отопления открытого типа нуждаются вы подпитке теплоносителем гораздо больше, поэтому наиболее целесообразно вывести подающий шланг с краном непосредственно в расширительный бак. Таким образом, будет реализован контроль уровня теплоносителя при наполнении системы.

Автоматическая подпитка

Для системы отопления с закрытым контуром наиболее целесообразно выполнить обустройство автоматического узла подпитки. Несмотря на его высокую стоимость, применение такого оборудования экономически оправдано. Твердотопливные котлы, которые используются в закрытых системах отопления, имеют высокую производительность. Снижение уровня теплоносителя может привести к критическому перегреву теплообменника, топки и самого котла. При этом интенсивное движение теплоносителя по контуру может привести к быстрому уменьшению его количества. А отсутствие устройства безопасности непосредственно на котле не даст возможность оперативно отслеживать количество воды в трубопроводах и радиаторах.

Для устройства узла автоматической подпитки используются различные виды устройств и запорной арматуры. Наиболее целесообразно приобрести специализированное устройство — редуктор подпитки. Он совмещает в одном корпусе все необходимые функциональные элементы:

• Обратный клапан;
• Фильтр;
• Манометр с задвижкой;
• Устройство контроля давления.

На крышке редуктора расположен винт, контролирующий рабочее давление устройства. Его рекомендуется установить на два бара – оптимальное давление в автономной закрытой системе отопления.

Автономная система автоматической подпитки является одной из наиболее сложных, в техническом исполнении и дорогостоящих. Ее использование экономически оправдано для обслуживания крупных систем отопления на несколько коттеджей с использованием твердотопливных котлов. Такая система, чаще всего, имеет коммерческое применение, и устанавливается на туристических объектах, лыжных курортах и базах отдыха, удалённых от централизованных инфраструктур. Она состоит из следующих элементов:

• Ёмкость для воды объёмом 50-100 л;
• Погружной насос;
• Реле давления;
• Высасывающий шланг;
• Воздушный клапан;
• Датчик уровня;
• Штуцер с фильтром грубой очистки;
• Датчик уровня жидкости.

В случае если в качестве теплоносителя используется не вода, а гликолесодержащие растворы система доукомплектовывается устройством перемешивания, чтобы предотвратить расслоение теплоносителя на различные фракции по плотности.

Принцип действия автоматической системы подпитки отопления для крупных тепловых узлов следующий:

1. Теплоноситель подается в емкость через штуцер с фильтром. Это исключит возможность попадания загрязнения в трубопроводы отопления;
2. Для заполнения системы отопления используется объемный насос с ограниченной производительностью. Это позволит равномерно заполнить трубопроводы и теплотехнические устройства теплоносителем при первом пуске;
3. При достижении заданного давления реле отключает насос и прекращает подачу теплоносителя. При снижении рабочего давления реле осуществляет автоматическое включение насоса;
4. Сигнал с датчика уровня жидкости, расположенного в ёмкости, подключается к световой сигнализации в разрыв цепи;
5. Воздушный клапан устанавливается в крышку ёмкости для выравнивания давления при отборе теплоносителя;
6. Все энергозависимые устройства контроля, подключается через блок бесперебойного питания, что обеспечит постоянный контроль давления теплоносителя в системе отопления.

Наиболее простая ситуация с газовыми котлами, которые используются в автономных системах отопления квартир. Практически все современные модели особенно двухконтурных газовых котлов уже имеют встроенный редуктор подпитки. Он соединяется с подающим патрубком ГВС. И при падении давления автоматически добавляет теплоноситель в трубопровод. Мастеру при установке не нужно выполнять специальных операций и дополнительных подключений. Все необходимые элементы управления и контроля уже входят в стандартную комплектацию.