Открытая система отопления с циркуляционным насосом для частного дома: принцип работы, схема и устройство

Разъяснение по вопросу величины давления в описываемых системах отопления

Что создает давление воды? Обычно это давление создает водяной столб. Если мы имеем трубу, один конец которой находится на 10 метров выше другого конца, то в нижнем конце мы получим давление равное 1-й атмосфере. От диаметра трубы ничего не зависит. От массы воды на высоком конце тоже ничего не зависит. Можно там железнодорожную цистерну разместить, а давление будет всегда соответствовать разнице уровней воды. Цистерна, кстати, довольно высокая. В полностью заполненной цистерне уровень воды добавляет давления, но по мере вытекания воды из цистерны, давление будет уменьшаться. Вопрос давления и его измерения затронут был мной уже очень давно, но в привязке к водопроводу.

В нашей системе отопления, в любой, тоже есть разница уровней жидкости, а значит есть и давление этой жидкости. В самой нижней точке открытой системы давление будет максимально, в самой верхней, в расширительном бачке, оно будет минимально. Например, котел расположен в подвале. Расширительный бачок расположен на чердаке второго этажа. Таким образом, в полностью заполненной системе отопления высота столба будет равна расстоянию от нижней точки столба до верхней точки расширительного бачка. Осмелюсь предположить, что это примерно 8 метров. Таким образом, наша открытая система отопления работает при давлении 0.8 атмосфер.

В открытой системе отопления давление всегда одно и то же. Лишняя вода не поднимается выше определенного уровня. У нас стоит аварийный слив. В закрытой системе вода не сливается и при расширении мы получаем увеличение давления. Для того, чтобы систему не разорвало этим самым давлением, у нас есть специальный прибор. Называется он мембранный расширительный бак. В нем есть резиновая мембрана. С одной стороны у нее воздух, с другой вода. Вода прибывает в бак и сжимает воздух. Давление воды в системе плавно увеличивается.

А что будет, если воды в расширительный мембранный бак прибудет слишком много? Давление будет расти лавинообразно и систему может разорвать. Чтобы этого не произошло, в системе в обязательном порядке должен быть аварийный клапан, который при некотором безопасном давлении приоткрывается и вода из него вытекает на пол, если вы под этот клапан не подставили ведро.

Особенности монтажа системы

Чтобы принять решение об использовании открытого отопления с насосом или без него, нужно учесть общую отапливаемую площадь, этажность постройки и высоту помещений, а также определить тепловой рабочий режим.

Принудительная циркуляция

Для лучшей циркуляции теплоносителя в открытые контуры устанавливают насос. Прибор закрепляется на обратном трубопроводе перед входом в бойлер. Агрегат лучше монтировать на расстоянии 1,5 м от котла.

Также обратите внимание на следующие важные моменты:

• Насосное оборудование обязательно крепится на байпасе. Это позволит обеспечить естественную циркуляцию воды при отключении насоса или его поломке.
• Обязательно производится установка обратного клапана. Это нужно для защиты от обратной циркуляции жидкости.
• При установке насоса учитывайте направление тока теплоносителя.

Гравитационная схема

В таких контурах полностью отсутствуют какие-либо приборы, которые способствуют принудительному току жидкости. Движение теплоносителя происходит за счет расширения нагреваемой воды. Для правильной работы такого контура нужен разгонный стояк. Он устанавливается вертикально после котла. Высота этого стояка должна быть не ниже 350 см.

Кроме этого при устройстве контуров с естественной циркуляцией учитывают и другие важные факторы:

1. Подающая магистраль должна обязательно иметь уклон в сторону радиаторов отопления, а отводящая магистраль – уклон к котлу.
2. Котел устанавливается в низшей точке.
3. Обязательно монтируют расширительный бак на чердаке.

Не рекомендуется эксплуатировать контуры с естественной циркуляцией в комплексе с электрическими или газовыми бойлерами. Это связано с высоким риском образования воздушных пробок, приводящих к перегреву теплообменника прибора.

Основные элементы закрытой системы

Замкнутая система отопления состоит из отопительного котла (бойлера), труб, расширительного бака, циркуляционного насоса, радиаторов отопления и системы безопасности. Рассмотрим все элементы более подробно.

Бойлер

Котел для системы отопления может быть проточным или нагревательным. Первый совмещают функцию нагрева теплоносителя и подачу горячей воды в систему водоснабжения, второй отвечает только за прогрев теплоносителя для магистрали отопления

Отопление с помощью водонагревателя ничуть не уступает по эффективности получению тепла от стандартного бойлера, важно только обеспечить постоянную подачу воды в бак для поддержания объема теплоносителя в системе

Различаются бойлеры по типу топлива – газовые, электрические, со сжиганием твердого/жидкого топлива. Все агрегаты в обязательном порядке оснащены системой сброса воздуха, аварийного перекрытия поступления энергии. В продаже встречаются комбинированные котлы отопления – эти агрегаты сочетают возможность отопления несколькими видами топлива, например, газовый котел с топкой для угля, дров. Такая система актуальна при наличии перебоев с подачей централизованного газа, электричества.

Выбирается котел по мощности, которая рассчитывается с учетом площади дома, разветвленности системы отопления и желательных температурных показателей теплоносителя.

Циркуляционный насос

Назначение прибора – обеспечение равномерной и постоянной циркуляции теплоносителя в системе. Насос следует выбирать по мощности, чтобы он справлялся с задачей доставки воды в контур, включая отдаленные и тупиковые участки магистрали. При выборе агрегата в расчет принимается не диаметр трубы, под которую он сделан, а показатели производительности, напора водяной струи.

Расширительный бак

Герметичный сосуд компенсирует расширение воды при нагревании. Бак состоит из 2-х камер, разделенных гибкой мембраной. В одной части бака воздух, в другой – вода. Когда вода расширяется, воздух сжимается, мембрана вдавливается в отделение со сжатым воздухом. Как только теплоноситель остывает, мембрана возвращается на место, тем самым вытесняя жидкость в трубы. Таким образом поддерживается постоянный уровень давления, необходимый для равномерного прогрева носителя и циркуляции жидкости по тепловой системе.

Радиаторы отопления

Батареи отвечают за передачу тепла от воды в помещение, поэтому важно подобрать размеры, мощность радиаторов и установить их с соблюдением всех требований технологии. Различается несколько типов радиаторов по материалу изготовления:

Различается несколько типов радиаторов по материалу изготовления:

• Чугун. Прочные и практичные приборы с высокой теплоотдачей, но медленным прогревом. Плюс в неограниченном сроке эксплуатации, минус в массивности приборов.
• Сталь. Облегченные конструкции с минимальной инертностью и высокой теплоотдачей. Минус – малая теплоемкость, из-за чего придется тратить больше энергии на поддержание комфортной температуры, к тому же сталь подвергается коррозии, что уменьшает срок эксплуатации всей системы. Плюсы в эстетичности приборов, их невысокой стоимости.
• Алюминий. Высокая теплоотдача, небольшой вес, малая инертность – плюсы, подверженность коррозии – минус.
• Биметаллические конструкции. Являются самыми востребованными, сочетают характеристики стали и алюминия – сверху алюминиевый кожух и стальной сердечник внутри. Облегченные по весу радиаторы хорошо и быстро прогревают помещение, обладают высокой теплоотдачей, но не противостоят коррозии.

Трубы закрытой системы отопления

Трубопровод магистрали – элементы, транспортирующие теплоноситель по всему контуру. Если выбирается схема закрытой системы отопления, трубы нужно подбирать с учетом всех особенностей конструкции.

Элементы различаются по материалу изготовления:

1. Сталь. Трубы могут быть обычными, оцинкованными или нержавеющими. Это тяжелые элементы, соединение которых требует сварки и нарезки резьбы – без специалиста при монтаже не обойтись.
2. Медь. Прочный материал, не подверженный коррозии. Цена труб высокая, сложность при монтаже большая, применяются нечасто.
3. Металлопластик. Трубы не отличаются сложностью в монтаже, но обилие металлических соединений, которые нужно периодически проверять на протечку и подтягивать, может доставить неудобства. К тому же металлопластик податлив на линейные расширения, что также не является плюсом применения.
4. Полипропилен. Много плюсов, минус один – для системы отопления подходят металлопластиковые армированные трубы, которые выдерживают линейное расширение, минимизируют риск протечки. Стоит материал дороже, но повышенная прочность нивелирует этот недостаток.

Статьи » Отопление и ГВС

Трехскоростной циркуляционный насос

Трехскоростные циркуляционные насосы.

Как правило, почти все современные циркуляционные насосы имеют три скорости (три режима) работы. Самая медленная – первая скорость, затем вторая и наибольшая – третья. Трехскоростные циркуляционные насосы в системах отопления с твердотопливным котлом могут выполнять очень важную роль.

В таких отопительных системах теплоноситель способен нагреваться до температуры 90 – 100 градусов, что может привести к его закипанию. Это в свою очередь вызывает различные негативные последствия: деформация труб, разрыв соединений, образование солевых отложений в котле и др. Что бы избежать подобных неприятностей, насос должен перемещать теплоноситель от котла к радиаторам быстрее, что можно осуществить, включив третью скорость.

Трехскоростной циркуляционный насос позволяет реально экономить как топливо, так и электроэнергию. Например, если дом некоторое время не отапливался, то включив циркуляционный насос на самую высокую третью скорость можно быстрее подать нагретую воду от котла к радиаторам. По мере их нагревания, насос переключить на вторую (среднюю скорость), тем самым мы будем экономить электроэнергию, которую потребляет насос. Когда система окончательно прогреется, насос устанавливается на самую медленную первую скорость вращения, поддерживая тепло в доме, при этом потребляя минимум электроэнергии и топлива.

Кроме этого, трехскоростные циркуляционные насосы вполне могут сгладить ошибки, допущенные при выборе самого насоса. Например, если Вы приобрели циркуляционный насос несколько меньшей мощности, чем требуется для данного жилья. Кроме того может возникнуть ситуация, когда у Вас в доме появилась дополнительная пристройка или жилая площадь, требующая отопления. Наличие в насосе повышенной скорости позволит использовать систему отопления в новых условиях.

Новые модели циркуляционных насосов имеют автоматическое переключение режимов работы (скоростей). Хотя достаточно комфортны и уместны насосы с ручной установкой.

Источник статьи: http://mastakoff.ru/article/read/trehskorostnoj-cirkuljacionnyj-nasos.html

Системы водяного отопления в частных домах

Мы уже разобрали основные виды водяного отопления. Основываясь не достоинствах и недостатках описанных систем, мы можем сделать вывод, что наиболее оптимальным является установка радиаторных систем и теплых полов (в качестве дополнения к ванной комнате, туалету или кухне). Теперь нужно поговорить о монтаже и схемах подключения. Для начала мы рассмотрим преимущества и недостатки отопительных систем с естественной и принудительной циркуляцией.

Системы с естественной циркуляцией

При проектировании и монтаже отопления с естественной циркуляцией воды не забудьте про уклон труб, это главное.

Применение отопительных систем с естественной циркуляцией оправдано лишь тогда, когда нужно обогреть частный дом небольшого размера. Теплоноситель в таких системах движется за счет гравитационных сил и законов физики, согласно которым нагретая среда всегда движется вверх. Попав в отопительный котел, вода нагревается и поднимается вверх, откуда спускается по трубе к самому дальнему радиатору. Здесь же делаются отводы к остальным радиаторам. Остыв, вода спускается в обратную трубу и спускается к котлу.

Обратите внимание, что монтаж систем отопления с естественной циркуляцией подразумевает обязательное создание уклона – за счет этого облегчается протекание теплоносителя. Максимальная длина горизонтального участка не должна превышать 30 метров (подразумевается расстояние от котла до последнего радиатора)

Преимущества систем с естественной циркуляцией теплоносителя – дешевизна, отсутствие необходимости в закупке дополнительного оборудования, почти полная бесшумность. В качестве недостатков выделим необходимость создания как можно более прямой трассы (давление теплоносителя в трубах очень маленькое), необходимость в покупке труб большого диаметра и в ограниченных размерах всей отопительной системы.

Системы с принудительной циркуляцией

Главное отличие отопления с принудительной циркуляцией от систем с естественной циркуляцией – это наличие насоса, благодаря которому можно забыть про уклон труб.

Схема водяного отопления частного дома с насосом более сложна. Здесь, помимо батарей, устанавливается специальный циркуляционный насос, который гонит теплоноситель по всей системе. Давление в системе повышается, а это значит, что:

• Мы можем создавать многочисленные изгибы;
• Обогревать дома большого размера (в несколько этажей);
• Использовать трубы небольшого диаметра.

Часто такие системы водяного отопления делаются замкнутыми, что позволяет избавиться от попадания кислорода в теплоноситель – это вызывает коррозию металлических элементов. Также появляется возможность избавиться от необходимости устанавливать расширительный бачок в самом высоком месте. Здесь используются расширительные бачки замкнутого типа, в дополнение к которым монтируются спускники воздуха и предохранительные клапаны.

Мы уже обговорили достоинства систем водяного отопления с принудительной циркуляцией. Но есть и минусы – это необходимость закупать дополнительное оборудование, что увеличивает стоимость работ. Зато появляется возможность сэкономить на материалах и купить недорогие пластиковые трубы. Мы рекомендуем использовать именно такие системы, так как они более надежные и обеспечивают более эффективный прогрев домов любой архитектуры.

Основные виды

Выделяют циркуляционные отопительные насосы двух типов: с сухим и мокрым ротором.

Достаточно мощные агрегаты с высокой производительностью (КПД = 80-85%), которые отлично справляются с нагрузкой в разветвленных отопительных системах частных домов. При необходимости обогревать большие площади лучше выбрать именно такой тип, несмотря на стоимость. Здесь все рабочие узлы изолированы от воды уплотнительными кольцами, поэтому не испытывают коррозионного воздействия. Охлаждение мотора осуществляется специальным вентилятором на корпусе. Но у такой конструкции есть свои минусы: вращающиеся детали часто нуждаются в подновлении смазки, без которой они быстро изнашиваются. Кроме того, сухие насосы весьма требовательны к качеству воды. Различные взвеси могут заметно сократить срок службы торцевых уплотнителей.

Большим плюсом является возможность замены двигателя, если система отопления частного дома нуждается в модернизации. В этом случае легко выбрать и установить привод помощнее, чтобы он мог справляться с увеличившимися нагрузками. По принципу подключения двигателя принято дополнительное разделение сухих насосов на два подвида:

По расположению входного патрубка также различают вертикальные, горизонтальные и моноблочные модели.

«Сухой» циркуляционный насос – очень шумный агрегат. Поэтому его лучше вынести в отдельное помещение, максимально удаленное от жилых комнат. Не помешает и устройство дополнительной системы звукоизоляции стен.

2. С мокрым ротором.

Самый простой по конструкции циркуляционный насос для отопления. Его рабочие лопасти и ротор находятся в постоянном контакте с теплоносителем, то есть воздействуют непосредственно на него. Одновременно проходящая вода выступает в роли своеобразной смазки для вращающихся элементов механизма, а также отбирает избыток тепловой энергии, предотвращая перегрев узлов.

Циркуляционный насос с мокрым ротором работает в контуре отопления практически бесшумно, поскольку все звуки поглощаются и гасятся водой. Но этим его преимущества перед сухим «коллегой» не ограничиваются. Бесспорными достоинствами можно назвать:

• Компактность и небольшой вес.
• Длительное безаварийное функционирование.
• Простоту в обслуживании и, если потребуется, в ремонте.

Меньшее энергопотребление в этот список включать не стоит, поскольку выдаваемая мокрым ротором мощность тоже будет ниже, чем у сухого. Причиной тому – слабые показатели КПД (около 50%). Да и скорость насоса в системе отопления не позволит применять его на линиях большой протяженности. Его предел – городская квартира или частный дом простой планировки.

Явным минусом агрегатов с мокрым ротором можно назвать их требовательность к качеству теплоносителя. Ресурс у такого оборудования очень большой, но чем хуже будет вода в системе обогрева, тем скорее он выработается. И если в случае с сухим типом замены потребует только резиновый уплотнитель, мокрый придется выбросить и купить новый.

Сантехники: Вы будете платить за воду до 50% МЕНЬШЕ, с этой насадкой на кран

Популярные модели с мокрым ротором:

• Насос Wilo Star-RS – предусматривает возможность регулировать частоту вращения крыльчатки, то есть, по сути, управлять производительностью.
• Star STG – от предыдущей модели отличается более высокой тепловыносливостью. Он может проработать около двух часов при увеличении температуры носителя до +120 ºС. Но нормальными условиями отопления для него остаются стандартные для этой серии +110 ºС.
• Wilo Top S – подключается к одно- или трехфазной сети. Рабочая температура в системе – +130 ºС. Кроме того, он имеет дополнительную функцию автоотключения, если отопление по какой-то причине перестанет работать (например, потухнет котел).
• Grundfos серия UPS – отлично зарекомендовавшие себя немцы, на которые в отзывах жалуются только по поводу высокой цены. В остальном владельцы единодушно называют эти насосы неубиваемыми. Причем даже в условиях, далеких от идеала.
• Джилекс Циркуль – почти вдвое дешевле аналогов от Grundfos, но свой ресурс отрабатывают честно.

Почему падает давление?

Причинами падения давления могут стать:

• сбои в работе теплогенератора (отопительного котла);
• утечки теплоносителя;
• лишний воздух;
• алюминиевые радиаторы.

Протечка может быть визуально незаметна. Чтобы ее обнаружить, используют специальные приспособления: тепловизоры или ультразвуковые приборы. Нужно внимательно проверить секционные соединения радиаторов, потому что их поверхность может быть покрыта коррозией. Ржавые подтёки свидетельствуют о повреждении батарей.

Для того чтобы обнаружить утечку нужно нажать на ниппель, который находится сверху расширительного бака. Если при нажатии выделяется вода и воздух, то можно смело делать вывод о наличии протечки.

Особенности монтажа

Твердотопливные агрегаты, двухконтурные и одноконтурные, склонны к образованию конденсата в топочной камере, что вызывает коррозию и повреждает металл. С целью избежать этого эффекта в схему обвязки добавляется смесительный узел, в состав которого входит трехходовой клапан и байпас. Благодаря клапану теплоноситель циркулирует по малому контуру, пока не нагреется до требуемой температуры, после чего открывается доступ в котел для теплоносителя из отопительного контура. Твердотопливные котлы с обвязкой данного типа безопасны в эксплуатации и служат максимально длительный срок.

Обвязка трубами отопительного агрегата

Система отопления закрытого типа рассчитана на работу в автономном режиме и использование температурных датчиков для поддержания комфортного микроклимата. Это учитывается при выборе разновидности котла — рекомендуется использовать автоматизированный агрегат. Газовые и электрические котлы снабжены автоматикой, если в систему отопления подключается твердотопливный котел, лучше выбрать агрегат длительного горения, пиролизный или пеллетный.

Группа безопасности

Подающий теплоноситель трубопровод на выходе из котла оснащается группой безопасности, которая отвечает за контроль работы теплогенератора. В ее состав входит манометр (измеряет давление), автоматический воздухоотводчик (для стравливания газов), предохранительный клапан (сбрасывает излишки теплоносителя при повышенном давлении). Группу безопасности (ГБ) можно приобрести в готовом виде либо установить на коллектор соответствующие устройства, купленные по отдельности.

Расширительный бак

Отопление закрытого типа предусматривает установку устройства для компенсации увеличения объема нагревающегося теплоносителя. Мембранный расширительный бак — это герметичная емкость с эластичной внутренней перегородкой грушевидной или тарельчатой формы. Нагретый теплоноситель, увеличившись в объеме, растягивает мембрану и заполняет часть резервуара. По мере остывания объем жидкости уменьшается, и мембрана стремится принять прежнюю форму, вытесняя теплоноситель из емкости. За счет этого в системе поддерживается определенный уровень давления.

Принцип работы мембранного расширительного бачка

Объем мембранного бака рассчитывается конкретно для каждой системы. Он должен составлять не менее 10% от общего объема теплоносителя в контуре (емкость котла, всех приборов отопления и труб), если речь идет о воде, либо от 15%, если в качестве теплоносителя выбран антифриз.

Циркуляционный насос

Циркуляция воды обеспечивается специальным насосом, при выборе которого учитывается тепловая мощность, отапливаемая площадь, протяженность трубопровода, схема автономной системы, диаметр труб и ряд других факторов.

Рекомендуется выбрать циркуляционный насос мокрого типа, где теплоноситель проходит через ротор — с таким устройством отопительная система значительно меньше шумит во время работы. Монтаж системы предусматривает установку насоса на обратном трубопроводе.

Правильно смонтированный циркуляционный насос

Если система рассчитана на эксплуатацию с естественной и принудительной циркуляцией в зависимости от наличия электроснабжения, требуется предусмотреть байпас, по которому теплоноситель будет проходить в обход насоса.

Лучшие ответы

Константин Сухоруков:

Только инженер теплотехник не сказал, что будет с теплообменником котла от воздействия тосола. Если хотите использовать незамерзайку, то используйте жидкости на основе пропиленгликоля. А закачать можно без использования водяного насоса, используя обычный, автомобильный и закрываемую ёмкость с двумя выводами-штуцерами.

лариса:

насосом и шлангом

Александр Бакушев:

открой аварийник, и заливай, пока с него не побежит!

Андрей:

Зкачивать обычным способом небольшая ёмкость а в неё дешёвенький погружной насос, через шланг к подпиточному крану, контролировать давление по штатному манометру, спускать воздух, прокачивать и подкачивать. Предварительно опресовать систему сетевой водой, проверить в работе при перепаде температур. Испарения тосолов и антифризов внутри жилого помещения, это прощай здоровье и зрение. из этих соображений заливают водным раствором питьевого спирта (водкой) Тем более если система новая и объём её не очень большой, получите запас стратегического продукта.

Белый Олег:

В канистре сделайте два штуцера, налейте незамерзайку, один шланг — к котлу, в другой компрессором от холодильника накачиваете воздух. Компрессор от холодильника давит до 8 бар — вам точно хватит. Производительность только низкая. Но никакие электропроводящие жидкости им перекачивать нельзя — там обмотки ничем не защищены…

Денисочка:

Откуда возникла необходимость в гликолевом теплоносителе? Теплоотдача при его использовании снижается и затрудняется обслуживание котла, особенно если котёл двухконтурный с одним теплообменником. Для практически любой системы отопления лучший теплоноситель — вода.