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.

Как сделать ручную и автоматическую подпитку системы отопления

Рабочий объем теплоносителя в отопительной сети может уменьшиться из-за ряда причин – утечки, испарения, сброса пара через автоматический клапан, выполнения ремонтных работ. В схеме открытого типа главный стояк опорожняется и заполняется воздухом из расширительного бака, закрытого — существенно снижается давление. В любом случае необходима подпитка системы отопления, которую можно сделать несколькими способами.

Признаки критической нехватки теплоносителя

Далеко не все хозяева частных домов отслеживают техническое состояние водяного отопления, работает – и ладно. Когда образуется скрытая протечка, система продолжает функционировать некоторое время, пока количество теплоносителя не снизится до критического уровня. Этот момент отслеживается по следующим признакам:

1. В открытой системе сначала опорожняется расширительная емкость, затем наполняется воздухом основной стояк, поднимающийся от котла. Результат: холодные батареи при перегреве подающего трубопровода, включение максимальной скорости циркуляционного насоса не помогает.
2. Недостаток воды при самотечной разводке проявляется аналогичным образом, вдобавок слышно бульканье воды в стояке.
3. На газовом отопителе (открытая схема) наблюдаются частые запуски / включения горелки — тактование, ТТ-котел перегревается и кипит.
4. Нехватка теплоносителя в закрытой (напорной) схеме отражается на манометре – давление постепенно снижается. Настенные модели газовых котлов автоматически останавливаются при падении ниже порога 0.8 Бар.
5. Напольные энергонезависимые агрегаты и твердотопливные котлы продолжают исправно греть остатки воды в закрытой системе, пока освобожденный теплоносителем объем не заполнится воздухом. Циркуляция остановится, возникнет перегрев, сработает предохранительный клапан.

Важное уточнение. При кипении ТТ-котла, работающего в открытой гравитационной системе, взрыва не последует, поскольку теплоноситель сообщается с атмосферой. Нагреваемая отопителем вода испарится, затем в котельной начнется пожар. Хотя описанный процесс занимает немало времени, подобные ситуации – далеко не редкость.

Для чего нужна подпитка системы, мы пояснять не станем – это очевидная мера для сохранения работоспособности отопления. Остается выбрать способ пополнения теплосети.

Выбор варианта дозаправки

Для пополнения запаса теплоносителя используется несколько методов:

1. Ручная подпитка – самый дешевый и универсальный вариант, подходящий для всех типов разводок.
2. Автоматическое пополнение из водопровода практикуется только в системах, работающих под давлением.
3. Для заправки закрытой сети незамерзающим теплоносителем тоже применяется ручной опрессовочный насос. Устройство автоматизированной схемы с электрической насосной станцией, подключенной к емкости с антифризом, практикуется в промышленных котельных.

В домашних условиях антифриз подкачивают в тепловую сеть с помощью опрессовочного насоса

Примечание. Если радиаторная сеть и теплые полы заполнены антифризом, простая подпитка делается небольшим ручным насосом. Но чаще всего в системе отопления используется фильтрованная водопроводная вода, почему – из-за цены незамерзающих теплоносителей (особенно, безвредного пропиленгликоля).

Принцип действия автоматического подпиточного узла основан на срабатывании редукционного клапана, реагирующего на снижение давления в теплосети. Когда оно падает ниже установленного значения, клапанный механизм открывается и запускает воду из магистрали. Аналогичным образом действует насосная станция, закачивающая антифриз из отдельного бака.

Узел с редуктором (слева) и станцией, качающей теплоноситель из бака (справа)

Возьмем на себя смелость рекомендовать использование ручной схемы подпитки. Причины:

1. Узел состоит из 2—3 недорогих элементов и никогда не включится без ведома домовладельца.
2. Как бы надежно и качественно ни была смонтирована тепловая сеть, вероятность протечки и срабатывания клапана существует.
3. Ситуация: прорыв трубы, длительное вытекание теплоносителя в отсутствие хозяев. Полностью автономная «умная» подпитка зальет весь дом, испортит напольное покрытие и дорогостоящий ремонт.
4. Представьте идентичную ситуацию в многоквартирном доме — утечка из индивидуальной системы и включение автоматизированного пополнения затопит соседей снизу.
5. Под седлом клапана накопится мельчайший песок и элемент со временем потеряет герметичность. Под давлением со стороны водопровода 4—7 бар начнется самопроизвольная подпитка. Самый безобидный сценарий – сброс лишнего теплоносителя через предохранитель на группе безопасности котла.

Чем ликвидировать последствия описанных неприятностей, лучше выделить толику времени для личного контроля над своим отоплением. Обнаружив признаки потери теплоносителя, вы самостоятельно примете решение – подпитывать систему сразу, искать протечку либо производить ремонт. Негативный пример использования подобной автоматики смотрите на видео нашего эксперта:

Схема ручной подпитки

Простейший вариант наполнения системы реализован в 90% двухконтурных настенных котлов, куда априори подведена труба холодного водоснабжения. Внутри корпуса установлен ручной вентиль, соединяющий эту магистраль с обратной линией отопления. Нередко кран подпитки котла встречается на твердотопливных теплогенераторах с водяным контуром и без такового (пример — отопительные агрегаты чешского бренда Viadrus).

Справка. На некоторые модели газовых отопителей, оборудованные теплообменником ГВС (в частности, Beretta), производители вместо ручного крана ставят автоматический клапан подпитки с электромагнитным приводом. Если давление теплоносителя падает ниже 0.8 Бар, котел сам набирает воду до требуемого уровня.

Для сборки классического подпиточного узла, подходящего к любому типу системы, понадобятся такие детали:

• тройник с боковым отводом Ду 15—20, соответствующий материалу трубы отопительной магистрали, — фитинг для металлопластика, полипропилена и так далее;
• тарельчатый (пружинный) обратный клапан;
• кран шаровой;
• соединительные муфты, фитинги.

Задача обратного клапана — не пускать воду из тепловой сети назад, в водопровод. Если речь идет о подкачке антифриза с помощью насоса, без клапана вовсе не обойтись. Арматура устанавливается именно в порядке перечисления:

1. Тройник врезается в обратку отопления после циркуляционного насоса.
2. К отводному патрубку тройника подсоединяется обратный клапан.
3. Следом ставится шаровой кран.

Совет. Если на входе водопровода в частный дом отсутствует фильтр тонкой очистки, таковой желательно предусмотреть на линии подпитки. Элемент предохранит теплосеть от попадания мелкого песочка и частиц ржавчины, накапливающихся на тарелке обратного клапана и в седлах трехходовых вентилей.

Принцип действия узла простой: при открытии крана вода из централизованной магистрали поступает в трубопроводы отопления, поскольку ее давление выше (4—8 Бар против 0.8—2 Бар). Процесс наполнения закрытой системы отслеживается по манометру котла или группы безопасности. Если вы случайно превысили давление, воспользуйтесь краном Маевского на ближайшем радиаторе и стравите лишнюю воду.

Чтобы контролировать количество теплоносителя в расширительной емкости открытой теплосети, расположенной на чердаке дома, бак нужно оснастить 2 дополнительными трубками диаметром ½ дюйма:

Контрольный трубопровод, заканчивающийся краном в котельной, врезается в боковую стенку примерно на половине высоты резервуара. Открыв данный вентиль, вы сможете определить наличие воды в баке, не забираясь на чердак.

В процессе подпитки воздушные пузыри выходят через крышку бачка, максимальный уровень отслеживается по истечению воды из верхнего штуцера через трубу

Трубка перелива врезается на 10 см ниже крышки бака, конец отводится в канализацию либо просто на улицу под свесом кровли. Находясь в топочной и открывая кран подпитки, вы должны видеть этот патрубок, когда оттуда потечет вода, заполнение прекращается.

Замечание. Если вас интересует расчет минимального объема расширительной емкости, перейдите по выделенной ссылке.

Схема с обратным клапаном и запорным краном также применима для заливки гелиосистем (солнечных коллекторов) и геотермальных контуров тепловых насосов антифризом. Как пользоваться котловым вентилем подпитки, рассказывается на видео:

Автоматический подпиточный узел

Если вы твердо уверены в надежности и качестве сборки системы, можете смонтировать автоматизированную схему, добавляющую воду из трубы ХВС. Что нужно купить:

• редукционный клапан (проще – редуктор);
• 3 шаровых крана;
• 2 тройника;
• труба для устройства байпаса.

Важный момент. Поступающая в редуктор вода должна предварительно очищаться грубым сетчатым фильтром, иначе клапан станет быстро засоряться. Если на вводе в здание такой фильтр не предусмотрен, установите его перед блоком подпитки.

В данной схеме манометр показывает давление на стороне тепловой сети, байпас и краны нужны для обслуживания модуля подпитки

Главный исполнительный элемент схемы – редуктор – состоит из следующих деталей:

• фильтр тонкой очистки на входном патрубке;
• пружинный седельный клапан с резиновыми уплотнителями;
• рукоятка регулятора давления с нанесенной шкалой, диапазон – 0.5…4 Бар (или выше);
• ручной запорный вентиль;
• обратный клапан на выходе.

Примечание. Существуют более дорогие модели подпиточных редукторов со встроенным манометром, измеряющим давление на стороне системы отопления. Поскольку данный прибор уже стоит в группе безопасности либо котле, тратить лишние деньги и дублировать его нет смысла. Исключение – ситуация, когда подпитка врезана далеко от источника тепла (читайте следующий раздел).

Как видите, редукционный автомат уже содержит все необходимые элементы – фильтр, обратный клапан и регулятор. Осталось собрать простую схему с байпасом и сервисными кранами, предназначенными для снятия и обслуживания редуктора.

Управлять вентилем просто – с помощью регулятора настройте минимальный порог давления в теплосети, откройте краны прямой магистрали, а байпас закройте. Как правильно отрегулировать автоматический клапан, показано в коротком видеосюжете:

Совет. Если планируете ставить перед редуктором грубый фильтр, предусмотрите дополнительный сервисный кран, дабы очищать сеточку, не отключая воду во всем доме.

Для организации автоматического добавления антифриза в систему можно приспособить «гидрофор» — водяную станцию с электронасосом, предназначенную для водоснабжения из колодца. Реле давления агрегата нужно перенастроить под минимальный напор 0.8 Бар, максимальный – 1.2…1.5 Бар, а всасывающий патрубок направить в бочку с незамерзающим теплоносителем.

Целесообразность такого подхода весьма сомнительна:

1. Если «гидрофор» сработает и станет подкачивать антифриз, вам все равно придется искать и устранять причину проблемы.
2. При длительном отсутствии хозяев подпитка тоже не спасет ситуацию в случае аварии, поскольку размер емкости ограничен. Насосная станция продлит работу отопления на какое-то время, но потом котел отключится.
3. Ставить большую бочку опасно – можно затопить токсичным этиленгликолем полдома. Неядовитый пропиленгликоль слишком дорог, как и устранение последствий разлива.

Примеры организации автоматической дозаправки из емкостей разной вместительности

Вывод. Вместо дополнительных насосов и автоматических редукторов лучше приобрести электронный блок типа «Кситал». После относительно недорогой инсталляции вы сможете контролировать работу отопления через сотовый телефон либо компьютер и быстро реагировать на возникновение аварийных ситуаций.

Как подключить к системе отопления

При закрытой схеме нет большой разницы, куда подсоединять трубопровод подпитки — к подаче или обратке. Мы рекомендуем пользоваться классической проверенной методикой — точка врезки должна располагаться на обратной линии рядом с котлом, после циркуляционного насоса и расширительного бачка. Причины:

• узел располагается в помещении топочной, рядом с оборудованием и приборами;
• подкачка воды в обратку сразу отражается на манометре, установленном на подаче за котлом;
• врезка располагается в самой нижней точке, поток распределяется по 2 направлениям – в котел и радиаторы, воздух выдавливается равномерно.

Классическая схема врезки подпиточного модуля

Обвязка твердотопливных агрегатов предполагает устройство контура защиты от конденсата с трехходовым вентилем. Нельзя делать подпитку перед этим клапаном – от холодной воды он сразу закроется и котловой манометр начнет запаздывать с показаниями. Врезайтесь внутри контура, между 3-ходовым вентилем и теплогенератором.

Аналогичным образом подпитка врезается в обратную магистраль открытой системы. Второй вариант – добавление теплоносителя прямо в бак, недостаток метода – прокладка подающей трубы на чердак.

Слева показано правильное подключение — внутри первичного котлового контура

Подключение подпиточной линии допускается и в других точках:

• к отдельному штуцеру твердотопливного котла, предусмотренному заводом – изготовителем;
• к нижней части гидрострелки;
• к обратному коллектору распределительной гребенки;
• к выходу бойлера косвенного нагрева.

Указанные варианты обычно реализуются в сложных и разветвленных системах загородных коттеджей. Подключение подпитки к бойлеру демонстрируется в очередном видео:

Напоследок о безопасном добавлении теплоносителя

Выполняя заливку воды либо частичную подпитку, соблюдайте наши рекомендации:

1. Разогретую систему пополняйте медленно, открыв вентиль на четверть хода рычага. Таким способом удастся избежать образования воздушных пробок и предохранить теплообменник котла от температурного шока.
2. Заправку с нуля делайте при неработающем теплогенераторе и отключенном циркуляционном насосе.
3. Проверьте давление в расширительном баке и пройдитесь по всем радиаторам, открывая краны Маевского для выпуска воздуха.
4. Если ваш котел оборудован современной электроникой, обязательно изучите пункты инструкции, касающиеся подпитки. Зачастую в агрегате необходимо активировать специальный сервисный режим.
5. Лишнее давление легко стравливается через ближайший воздухоотводчик.

Модуль подпитки сложной системы можно подключать к гидравлическому разделителю и гребенке

Справка. Чугунные теплообменники запросто дают трещины от резких перепадов температур, а стальные топки покрываются изнутри конденсатом. Последний смешивается с сажей и образует плотный налет.

Закачка антифриза ручным насосом не таит подводных камней. Опрессовочные установки оснащены собственным манометром, позволяющим контролировать актуальное давление в точке врезки.