Обеспечить естественное передвижение теплоносителя по отопительному контуру даже опытным мастерам удается далеко не всегда. Случается так, что вода передвигается по системе, но достаточного количества тепла при этом в дом не поступает.
Все чаще владельцы частных домов предпочитают устанавливать системы отопления с насосной циркуляцией, которые достаточно разнообразны и удобны. В этой статье мы рассмотрели основные схемы организации отопления с принуждением, дополнив материал наглядными иллюстрациями и фото.
Также мы подобрали полезные видеоролики с рекомендациями специалистов по монтажу насосного оборудования для системы отопления. Это позволит детально разобраться в вопросе установки насоса.
Принцип работы системы с принуждением
Циркуляционный насос — это небольшой электрический прибор, который устроен предельно просто. Внутри корпуса находится крыльчатка, она вращается и придает теплоносителю, циркулирующему по системе, необходимое ускорение. Электромотор, обеспечивающий вращение, потребляет совсем немного электроэнергии, всего 60-100 Вт.
Наличие такого устройства в системе значительно упрощает ее проектирование и монтаж. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет использовать отопительные трубы малого диаметра, расширяет возможности при выборе котла отопления и радиаторов.
Очень часто система, изначально созданная с расчетом на естественную циркуляцию, работает неудовлетворительно из-за низкой скорости движения теплоносителя по трубам, т.е. низкого циркуляционного напора. В этом случае установка насоса поможет решить проблему.
Однако не следует слишком увлекаться скоростью воды в трубах, поскольку она не должна быть чрезмерно высокой. Иначе со временем конструкция может просто не выдержать дополнительного давления, на которое она не рассчитана.
Для жилых помещений рекомендованы следующие предельные нормы скорости передвижения теплоносителя:
- при условном проходе трубы в размере 10 мм — до 1,5 м/с;
- при условном проходе трубы в размере 15 мм — до 1,2 м/с;
- при условном проходе трубы в размере 20 мм или больше — до 1,0 м/с;
- для подсобных помещений жилых домов — до 1,5 м/с;
- для зданий вспомогательного назначения — до 2,0 м/с.
В системах с естественной циркуляцией расширительный бак обычно ставят на подачу. Но если конструкция будет дополнена циркуляционным насосом, обычно рекомендуется переместить накопитель на обратку.
Кроме того, вместо открытого бачка следует поставить закрытый. Только в небольшой квартире, где отопительная система имеет небольшую протяженность и простое устройство, можно обойтись без такой перестановки и пользоваться старым расширительным баком.
Расчеты для принудительных систем отопления
Правильно организованная система с принудительной циркуляцией требует сложных инженерных расчетов. Но некоторые формулы позволяют оценить состояние системы и составить более точное представление о необходимых переделках, особенно если речь идет о небольшом доме или квартире. Мощность отопительного оборудования обычно подбирают исходя из размеров помещений, которые предполагается отапливать.
Обычно производители рекомендуют: чтобы расход теплоносителя, учтенный в литрах в минуту, соответствовал количеству киловатт мощности котла. Это означает, что для котла на 40 Вт наиболее подходящим будет расход теплоносителя в размере 40 л/мин.
Подобным же образом рассчитывают расход воды для отдельной комнаты или группы помещений. В этом случае ориентируются на совокупную мощность установленных на участке радиаторов.
Диаметр отопительных труб определяется в соответствии с установленным расходом теплоносителя:
- при расходе в 5,7 л/мин необходимы полудюймовые трубы;
- при расходе в 15 л/мин необходимы трубы на три четверти дюйма;
- при расходе в 30 л/мин необходимы дюймовые трубы;
- при расходе в 53 л/мин необходимы трубы на дюйм с четвертью;
- при расходе в 83 л/мин необходимы полуторадюймовые трубы;
- при расходе в 170 л/мин необходимы двухдюймовые трубы;
- при расходе в 320 л/мин необходимы трубы на два с половиной дюйма и т.п.
Чтобы определить параметры подходящего циркуляционного насоса, необходимо измерить протяженность всего отопительного контура, к которому его будут подключать. Для десяти метров системы нужен напор насоса в размере 0,6 м. Путем несложных вычислений получаем, что для системы длиной 60 метров понадобится насос на 3,6 м.
Однако эти параметры верны только для системы, в которой правильно подобран диаметр труб, как было указано выше. Если использованы слишком узкие коммуникации, понадобится взять более мощный насос, чтобы преодолеть избыточное гидравлическое давление, возникающее в системе из-за неправильного выбора труб.
Подробные рекомендации по выбору циркуляционного насоса мы привели в этой статье.
Это правило действует и в обратном направлении: если трубы шире, чем необходимо по нормативу, следует понизить расчетную мощность циркуляционного насоса.
Важным компонентом принудительных отопительных систем является группа безопасности:
Специалисты рекомендуют приобретать не один, а сразу два таких устройства. Один — основной, а второй — про запас. Его можно установить на байпасе или хранить в кладовке.
Циркуляционный насос обычно устойчив к поломкам, но чувствителен к качеству воды в отопительном контуре. Чтобы продлить работу отопительного оборудования, имеет смысл предусмотреть фильтрацию теплоносителя и своевременные мероприятия по промывке системы.
Схемы систем с насосной циркуляцией
Системы отопления с принудительной циркуляцией различаются следующим образом:
- как одно- или двухтрубные (вариант подключения труб к радиаторам);
- с вертикальным стояками или горизонтальным магистралями;
- тупиковые или с попутным движением теплоносителя
- с верхней или нижней разводкой.
Однотрубные системы встречаются все реже, поскольку их недостатки значительно превышают достоинства. Это очень простой вариант, при котором радиаторы соединяются последовательно. Теплоноситель поочередно проходит через каждый отопительный прибор, постепенно остывая.
Очевидно, что при такой схеме первые радиаторы будут нагревать комнату лучше, чем те, что расположены в конце системы. Приходится устанавливать на завершающем отрезке магистрали больше радиаторов, чем в начале, чтобы сгладить разницу температур.
Такое устройство крайне неудобно, поскольку нельзя отключить только один радиатор в случае поломки, придется сливать теплоноситель из всего контура. Двухтрубная схема предполагает подключение каждого радиатора параллельно с помощью двух труб к общей магистрали.
Разумеется, для этого придется использовать больше материалов, общая стоимость и время для монтажа будут выше, чем при использовании однотрубного варианта.
На каждый радиатор при двухтрубном подключении устанавливают запорные краны. Это дает возможность при необходимости снять или отключить только один радиатор, при этом остальные элементы системы продолжают функционировать в обычном режиме.
Прогрев при такой схеме выполняется равномерно, поскольку теплоноситель поступает в каждый радиатор по отдельной линии, а затем возвращается в котел для нагрева, а не перемещается по остальным радиаторам.
Вертикальные стояки используются в многоэтажных зданиях, к ним удобно подключать радиаторы, расположенные на разных этажах. Вертикальная конструкция способствует быстрому выведению попавшего в систему воздуха, что значительно сокращает вероятность образования воздушных пробок.
В горизонтальных схемах основная магистраль, к которой параллельно подключают радиаторы, располагается, как понятно из названия, в горизонтальной плоскости. Этот тип системы уместен для отопления одноэтажных зданий большой площади.
Относительно недорогой вариант не застрахован от образования воздушных пробок. Для предотвращения проблемы этого рода используют автоматические воздухоотводчики. Правила удаления воздушной пробки из системы отопления мы детально рассмотрели здесь.
Неравномерный прогрев характерен не только для однотрубных систем, но и для тупикового варианта отопления, который распространен довольно широко.
В такой схеме поступление теплоносителя осуществляется в сторону, противоположную движению обратки. В результате в системе появляются радиаторы, получающие уже несколько остывший теплоноситель, который после них поступает в обратную трубу.
В результате в первые от стояка радиаторы поступает больше тепла, а в удаленные — меньше. На небольших площадях этот момент может быть не так заметен, но в просторных домах он будет ощутим. В этой ситуации рекомендуется сделать несколько небольших по протяженности магистралей, чем одну длинную, чтобы весь теплоноситель циркулировал по веткам примерно с равной температурой.
Попутная схема основана именно на одинаковой протяженности циркуляционных колец по всему дому, что позволяет добиться исключительно точной равномерности прогрева. Но реализовать этот вариант разводки непросто, поскольку понадобится провести большое количество труб.
Верхняя и нижняя разводка получили название по месту расположения подающей трубы. В первом случае теплоноситель поступает в систему сверху, а во втором — снизу.
При верхней разводке расширительный бак устанавливают на самой высокой точке системы, теплоноситель распространяется по системе под воздействием сил гравитации. Обратка здесь будет стоять ниже радиаторов. Для реализации такого проекта в частном доме необходим чердак, на котором и устанавливают бак.
Если условия для верхней разводки отсутствуют, используют второй вариант, когда подача теплоносителя осуществляется снизу, а обратка установлена выше радиаторов. Задача по перемещению теплоносителя с достаточно высокой скоростью возлагается в основном на циркуляционный насос.
Такую схему монтируют постепенно, от нижнего этажа к верхнему, при этом подающую магистраль делают с небольшим уклоном, чтобы предотвратить возникновение воздушных пробок.
Для удаления воздушных пробок отопительные коммуникации оснащают автоматическими воздухоотводчиками:
Где поставить циркуляционный насос?
Чаще всего циркуляционный насос устанавливают на обратке, а не на подаче. Считается, что здесь ниже риск быстрого износа и поломки устройства, поскольку теплоноситель уже остыл. Но для современных насосов это не обязательно, поскольку там установлены подшипники с так называемой водяной смазкой. Они уже предназначены именно для таких условий эксплуатации.
Это означает, что можно установить циркуляционный насос и на подаче, тем более, что здесь гидростатическое давление системы ниже. Место установки устройства условно разделяет систему на две части: область нагнетания и область всасывания. Насос, установленный на подаче, сразу после расширительного бака, он будет откачивать воду из накопителя и нагнетать в систему.
Если же насос будет установлен на обратке перед расширительным бачком, то он будет нагнетать воду внутрь бачка, откачивая ее из системы. Понимание этого момента поможет учесть особенности гидравлического давления в различных точках системы. Когда насос работает, динамическое давление в системе с неизменным количеством теплоносителя остается постоянным.
Важно не только выбрать оптимальное место для монтажа насосного оборудования, но и правильно его установить. Рекомендуем вам ознакомиться с нюансами установки циркуляционного насоса.
Расширительный бак создает так называемое статическое давление. Относительно этого показателя в области нагнетания отопительной системы создается повышенное гидравлическое давление, а в области разрежения — пониженное.
Разрежение может быть настолько сильным, что достигнет уровня атмосферного давления или даже будет ниже, а это создает условия для поступления в систему воздуха из окружающего пространства.
В области повышения давления воздух может, напротив, выталкиваться из системы, иногда наблюдается вскипание теплоносителя. Все это может привести к некорректной работе отопительной техники. Чтобы избежать подобных проблем, следует обеспечить избыточное давление в области всасывания.
Для этого можно использовать одно из следующих решений:
- поднять расширительный бак на высоту не менее 80 см от уровня расположения отопительных труб;
- поместить накопитель в наиболее высокой точке системы;
- отключить патрубок накопителя от подачи и перевести его на обратку после насоса;
- установить насос не на обратке, а на подаче.
Поднять расширительный бак на достаточную высоту удается далеко не всегда. Обычно его ставят на чердаке, если там имеется необходимое пространство. При этом важно придерживаться правил монтажа накопителя, чтобы обеспечить его беспроблемное функционирование.
Детальные рекомендации по установке и подключению расширительного бака мы привели в другой нашей статье.
Если чердак не отапливается, накопитель придется обязательно утеплить. Довольно сложно переставить бак на самую высокую точку системы с принудительной циркуляцией, если ранее она была создана как естественная.
Придется переделать часть трубопровода, чтобы уклон труб был направлен к котлу. В естественных системах уклон обычно делают к котлу.
Смену положения патрубка бачка с подачи на обратку обычно не сложно выполнить. И столь же просто реализовать последний вариант: врезать в систему циркуляционный насос на подающей магистрали за расширительным баком.
В такой ситуации рекомендуется выбрать максимально надежную модель насоса, которая длительное время сможет переносить контакт с горячим теплоносителем.
Выводы и полезное видео по теме
С интересной информацией по принудительным системам отопления можно познакомиться в этом видео:
Более подробная информация о расчетах, необходимых при выборе циркуляционного насоса, содержится здесь:
В этом ролике подробно описано устройство и порядок монтажа циркуляционного насоса:
Принудительные системы отопления не так сложны, как может показаться на первый взгляд. Но чтобы реализовать такую задачу, нужно правильно выполнить расчеты и составить грамотный проект. При соблюдении этих условий можно обеспечить свой дом надежным и эффективным отоплением.
Вы подбираете оптимальную схему для обустройства в своем доме системы отопления с принуждением? Может, у вас возникли вопросы, которые мы не рассмотрели в этой статье? Задавайте их нашему эксперту в блоке комментариев.
Или вы хотите дополнить материал практическими советами по монтажу насосного оборудования? Пишите нам — ваши замечания помогут многими новичкам.