Схемы системы отопления с насосной циркуляцией

Такой насос используется в составе системы отопления для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя. Устройство работает на электричестве и потребляет мало энергии – от 60 до 100 ватт, что сравнимо с обычной бытовой лампочкой.

К сожалению, если электроснабжение частного дома время от времени прерывается, то и работа насоса будет непостоянной, что приведет к нарушению движения жидкости по трубам. Перед установкой насоса рекомендуется заранее продумать, как циркуляцию воды в контуре сделать постоянной.

Случаи применения

Система отопления, оборудованная насосом для принудительного перекачивания теплоносителя, уместна в случаях, когда жидкость не может преодолеть гидравлического сопротивления и потому не поднимается по трубам вверх. В системах отопления с естественной циркуляцией воды нужно точно соблюдать уклон и диаметр труб, а малейшая ошибка выведет из строя весь комплекс.

Это ограничивает использование системы компактными помещениями: ведь чем больше отапливаемая площадь, тем длиннее контур, и, соответственно, слабее ток воды. Даже при использовании мощного котла давление теплоносителя редко превышает 0,6 мПа. А изменение схемы проводки труб для улучшения тока жидкости, обойдется дорого.

Преимущества

Система, оснащенная циркуляционным насосом, лишена этих недостатков. Она отлично подходит для обогрева помещений площадью от 200 до 800 м2. К ее преимуществам относятся:

• отсутствие требований к конфигурации контура отопления – для циркуляции теплоносителя не требуется создавать в трубопроводе зауженные места, монтировать трубы под наклоном и пользоваться другими техническими приемами;
• быстрый разгон жидкости – циркуляция нагретой воды в контуре начинается сразу же после включения насоса. В результате комнаты частного дома прогреваются до нужной температуры всего за несколько минут;
• высокий КПД – благодаря быстрой циркуляции теплоносителя сокращаются тепловые потери. Решается проблема, когда одно из помещений прогревается сильнее остальных. За счет этого топливо расходуется экономичнее;
• надежность работы – простая конструкция насоса исключает возникновение случайных поломок.

Стоит отметить, что сложности могут возникнуть только при перебоях электроэнергии, но справиться с ними несложно: если в доме имеется электрогенератор, система отопления сможет работать непрерывно.

Если планируется оборудовать насосом систему с естественной циркуляцией, ее схема остается практически неизменной.

Требуется лишь вмонтировать сам насос, а также перенести расширительный бачок с контура подачи воды на контур, по которому она возвращается к котлу.

«Сухие» и «мокрые» насосы

Существует две основных разновидности насосов: «сухие» и «мокрые». Первые устроены так, что ротор не взаимодействует с теплоносителем. Они имеют высокий КПД — 80%, но достаточно шумные и подвержены поломкам. Одной из самых распространенных неисправностей «сухих» насосов является повреждение уплотнительных колец, вслед за чем нарушается герметичность устройства.

В системах, оборудованных «мокрым» насосом, такая проблема исключена. Они проще в эксплуатации, не нуждаются в тщательном техобслуживании. С другой стороны, «мокрый» насос имеет КПД меньше 50%, а поскольку внутри него всегда должна быть вода, приходится тщательно следить за горизонтальным положением вала. Для использования при отоплении частного дома «мокрый» насос удобен тем, что практически бесшумен. Механизм переключения скоростей вращения ротора является бесступенчатым.

С учетом небольшой мощности, «мокрые» насосы подходят для трубопровода небольшой протяженности. «Сухие», напротив, лучше применять для отопления больших площадей. Кроме того, последние редко устанавливаются в частных домах из-за шума во время работы, а если имеются планы их монтировать, то делается это в заранее подготовленном месте со звукоизоляцией.

Определение мощности

При выборе насоса нужно учитывать такие факторы, как:

• мощность отопительных радиаторов;
• скорость движения теплоносителя;
• общая длина трубопровода;
• проходное сечение трубопроводов;
• мощность котла.

Каждый из этих параметров легко рассчитывается, если знать хотя бы один из них. Так, исходя из мощности радиаторов, можно установить мощность котла и расход воды. Определив расход воды, не составит труда найти диаметр труб. Необходимо заранее определиться со скоростью движения теплоносителя в контуре системы: оптимально — 1,5 м/сек. Зная требуемую скорость циркуляции, диаметр труб и остальные параметры, получится рассчитать силу напора и мощность насоса.

Расчеты

Чтобы точнее определить мощность насоса, можно воспользоваться правилом производителей, которые «привязали» 1 кВт мощности к 1 литру прокачиваемой воды. Так, насос мощностью 25 кВт может обеспечить циркуляцию максимум 25 литров теплоносителя.

Иногда применяется упрощенная схема выбора, основанная на площади отапливаемого помещения:

• для отопления постройки площадью до 250 м2 покупают насос мощностью 3,5 кубометра воды в час и силой напора 0,4 атмосферы;
• от 250 до 350 м2 – мощностью 4,5 кубометра в час и силой напора 0,6 атмосфер;
• от 350 м2 – мощностью 11 кубометров в час и силой напора 0,8 атмосфер.

Несмотря на высокие эксплуатационные характеристики некоторых моделей, насосы не приспособлены для прогона воды по контуру системы с искусственной циркуляцией в зданиях общей площадью больше 800 м2.

Европейская методика расчета

При выборе оборудования можно пользоваться еще одной методикой – типовыми проектами обустройства жилья, разработанными в Европейском Союзе. Так, на 1 м2 пространства должна приходиться мощность насоса 97 Ватт при условии, что температура воздуха на улице составляет 25С° (минус), или 101 Ватт – если температура опускается до 30С° (минус).

Эта норма действует для построек высотой от трех этажей и больше. При обустройстве частного дома высотой до двух этажей мощность насоса на 1 м2 площади должна составлять 173 Ватта при уличной температуре до 25С° мороза и 177 Ватт – ниже 25С°.

Выполнение работ по установке

Оснащенные насосом системы отопления могут быть как однотрубными, так и двухтрубными. Любая схема предусматривает монтаж устройства на трубе, по которой происходит возврат охлажденного теплоносителя в котел. Это объясняется тем, что резиновые манжеты и уплотнители насоса, нагреваясь от горячей воды, меняют свои потребительские свойства и быстро изнашиваются. В обратном контуре вода охлаждена и не вредит оборудованию.

Если конструирование системы с принудительной циркуляцией осуществляется «с нуля», лучше сразу купить трубы небольшого диаметра, чтобы сэкономить. На качество отопления это никак не повлияет, зато сделает эксплуатацию оборудования более дешевой.

Расширительный бак

Важный элемент схемы – расширительный бак. Он соединяется с обратным контуром и выполняет функции точки отсчета: здесь сила давления меняет свой знак — в контуре до бака она нагнетается, выталкивая воду по трубам, а после – разрежается, так что насос всасывает в себя жидкость. Нужно помнить правило: гидростатическое давление при включенном насосе в любой точке зоны всасывания должно оставаться высоким — тогда циркуляция воды нарушена не будет.

Также расширительный бак нужен для компенсации нехватки пространства в закрытой системе при расширении теплоносителя – вода превращается в пар и увеличивает свой объем. Если бы не бак, то при перегреве воды происходил бы ее выброс. Кроме того, чтобы избежать перегрева и других проблем, рекомендуется устанавливать только современные автоматизированные котлы.

Монтаж насоса

Монтаж насоса дома лучше осуществлять в горизонтальном положении: так оборудование будет производить меньше шума.

Крепление насоса осуществляется на резьбовых соединениях, в контур осуществляется врезка отсекающей арматуры – одного крана на прямом участке трубы, одного – на отводе непосредственно перед насосом, и еще одного – на отводе за ним. Это нужно для того, чтобы отсекать насос от теплоносителя в случае необходимости.

Как выглядит схема системы отопления с насосной циркуляцией?

Монтаж системы отопления вообще и монтаж циркуляционного насоса в систему отопления в частности — задача всегда непростая и требующая учёта многочисленных факторов. Наиболее популярной конструкцией является система естественной циркуляции, однако её широкое применение объясняется исключительно простотой установки.

Существенный недостаток этой конструкции — слабый циркуляционный напор, вынуждающий приобретать трубы чрезмерно большого диаметра, что ограничивает в выборе радиаторов, да и просто требует больших затрат. Поэтому оптимальным вариантом являются несколько более сложные, но практичные системы отопления с насосной циркуляцией схема работы которых позволяет использовать любую разновидность радиаторов, а также трубы стандартного диаметра.

Разновидности схемы

Само название схемы подразумевает использование циркуляционного насоса, цель которого — обеспечивать напор и постоянное продвижение нагретой воды. Кратко принцип работы схемы выглядит так: нагретая до необходимой температуры вода поступает по трубопроводу в радиаторы. После остывания она возвращается в котёл по отводящему трубопроводу. Встроенный расширительный бак обеспечивает постоянное давление теплоносителя и призван выдержать увеличивающийся во время нагревания объём воды.

Можно выделить несколько разновидностей такой системы, разделяющихся по следующим признакам:

1. по способу подключения трубопровода к радиаторам: однотрубные и двухтрубные;
2. по месту расположения стояков: вертикальные стояки и горизонтальные стояки;
3. по типу магистрали: тупиковые системы и системы с попутным движением воды;
4. по типу разводки: с верхней и с нижней.

Разберёмся, как подключить циркуляционный насос для отопления по каждой из указанных схем.

Однотрубная и двухтрубная системы

Считающаяся пережитком прошлого однотрубная конструкция подразумевает подключение к радиатору лишь одной трубы. Все отопительные приборы дома соединяются последовательно, а теплоноситель протекает через них, начиная с верхнего и заканчивая нижним, с каждым сантиметром продвижения отдавая всё больше тепла. Таким образом, к последним из радиаторов вода подходит едва тёплой, и это создаёт сильный дисбаланс в температуре разных комнат. Единственным способом хоть как-то уменьшить эту разницу является установка в нижних комнатах радиаторов с большим количеством секций.

Среди других недостатков:

• невозможность установить регулировочные краны, поскольку это автоматически перекроет или уменьшит доступ воды к радиаторам «ниже по течению»;
• нерегулируемая температура в отапливаемых помещениях: если отопительная система запущена, будут обогреваться все комнаты.

Однотрубная система была популярна полвека назад, но в наше время устарела окончательно и практически не используется.

Двухтрубная конструкция устраняет эти недостатки за счёт подведения к каждой батареи подводящей и отводящей трубы. Теряющий свою температуру теплоноситель в данном случае отводится из радиатора в котёл для нового нагревания, а не продвигается в следующий радиатор. Ещё одно дополнительное преимущество: возможность установить на каждый из радиаторов собственный регулировочный кран или автоматический термостат.

Вертикальный и горизонтальный стояки

Подключение радиаторов к вертикальному стояку позволяет подводить к ним трубы не сразу, а по отдельности для каждого этажа высотки. Главное преимущество вертикальных стояков — отсутствие воздушных пробок. Недостаток — относительно высокая стоимость.

В несколько иных целях используется установка циркуляционного насоса в системе отопления со стояком горизонтального типа: отопление лестничных площадок, коридоров и любых обширных одноэтажных зданий. Её существенными плюсами являются экономия на трубах и вытекающая из неё низкая стоимость монтажа. Известный недостаток: появление воздушных пробок, устранить которые, однако, помогают краны Маевского.

Тупиковая и попутная схемы

Широко распространённая тупиковая система подразумевает движение теплоносителя по подающей трубе в одну сторону, а по отводящей — в обратную. Циркуляционные кольца при этом существенно отличаются по длине. Недостаток тупиковой системы: неравномерность прогрева. Те из отопительных приборов, которые находятся ближе к котлу, отличаются лучшей эффективностью, нежели более далёкие. Даже подключение циркуляционного насоса в систему отопления тупикового типа не даёт гарантий того, что все радиаторы будут нагреваться одинаково хорошо. Достоинство же такой системы: экономичность. Их недостатки зачастую сглаживают, устанавливая несколько маленьких магистралей вместо одной длинной.

В попутной схеме длина циркуляционных колец всегда одинаковая. Соответственно, все радиаторы прогреваются тоже одинаково, находясь на любом расстоянии от главного стояка. Из-за высокой стоимости (требуется больше труб) попутная схема используется редко.

Верхняя и нижняя разводки

Отопительная система с внешней разводкой подразумевает установку подводящего трубопровода выше радиаторов.

Обычно применяется в межпотолочных полостях или на чердаке.

Принцип действия прост: установка циркуляционного насоса в систему отопления позволяет поднять нагретую воду в самую верхнюю точку трубопровода, откуда она уже будет распределяться по нижележащим помещениям. Там же, в наивысшей точке, устанавливается расширительный бак, чья задача — предотвращение появления воздушных пробок. Отводящая же труба, напротив, монтируется ниже отопительного прибора. По понятным причинам верхняя разводка неприменима в зданиях с плоской крышей и без чердаков.

В схеме с нижней разводкой оба (и подающий, и отводящий) трубопровода устанавливают ниже радиаторов и при этом с небольшим уклоном (для предотвращения образования воздушных пробок). Единственное заметное преимущество схемы: возможность подключать отопление поэтапно, этаж за этажом.

Выбор оборудования

Пришло время разобраться с тем, как выбрать циркуляционный насос для систем отопления установка которого имеет немало нюансов. Выбор насоса производится всего по двум параметрам: планируемая сила напора воды и сопротивление воды, которое придётся преодолевать насосу для создания напора. Как ни парадоксально, но мощность насоса должна быть меньше на 10-15%, чем в расчётных значениях. В противном случае количество потребляемой электроэнергии, шум и скорость износа деталей будут слишком высоки. Глупо ударяться и в другую крайность, экономя на мощности насоса. Такой агрегат не сможет перекачивать нагретую воду в требуемом объёме с нужной скоростью.

Существуют модели с интегрированными в них ручными или электронными регуляторами скорости работы электродвигателя. Высочайший КПД требует максимальной скорости вращения вала. Ещё одна нестандартная разновидность — насос циркуляционный для отопления мини, многие модели которых работают автономно, без подключения к электросети (на дизельном топливе или бензине). Такие насосы отлично подходят для мест, где проведение электричества не планируется (садовые или охотничьи домики, строительные будки). Еще об одном способе отопления помещения, где есть проблема с электричеством, можно прочитать здесь.

Монтаж насоса

Допустим, приобретен электрический циркуляционный насос для отопления.

К сожалению, о том, как правильно ставить циркуляционный насос на отопление, из-за повальной распространённости систем естественной циркуляции знает даже не каждый сантехник.

Первым делом необходимо определить место под врезку электронасоса в трубопровод. В принципе, насос можно врезать на любом отрезке отопительного контура, однако необходимо учесть, что ресурс работы пластиковых деталей и подшипников зависит от температуры воды. Поэтому из материальных соображений выгоднее установить оборудование на обратной части трубопровода: перед отопительным котлом и после мембранного бака.

Типичная электрическая схема подключения циркуляционного насоса отопления выглядит следующим образом:

Главные её составляющие: котёл (1), насос (5), бак (7) и радиаторы (8).

Крайне рекомендуется, чтобы насос работал только от бесперебойного источника питания. Также необходимо исключить всякое попадание конденсата или брызг воды в клеменную коробку. Если вода в отопительной системе нагревается до температуры свыше 90 градусов, следует использовать жаростойкий кабель.

Необходимо помнить и о фильтрации воды, поэтому перед насосом в трубе устанавливается грязевик. Попадание с водой инородных тел внутрь насоса почти гарантированно приведёт к разрушению подшипников и крыльчатки. Бочонок для сбора мусора должен «смотреть» вниз — тогда он не станет помехой для нормальной циркуляции воды.

Какое бы оборудование не было выбрано, правильная установка циркуляционного насоса в систему отопления возможна только при следовании сопроводительной документации, поставляющейся производителем. В этой инструкции содержатся данные об устройстве аппарата, нюансах работы и алгоритме установки.