Водна отоплителна система с принудителна циркулация: диаграми, възможности за изпълнение, технически подробности

Много съвременни решения за водно отопление на къщи изискват използването на помпена група.Проектирането и инсталирането на отоплителна система с принудителна циркулация трябва да се извърши, като се вземат предвид техническите проблеми, които възникват поради бързото движение на охлаждащата течност.

Високото налягане в отоплителния кръг позволява прилагането на много схеми на окабеляване. Съгласете се, това е важно предимство на отоплителна система с принудителна циркулация. Подреждането на такава схема обаче изисква компетентен дизайн.

Ще ви кажем по какви характеристики са избрани основните работни компоненти на системата, а също така ще опишем подробно възможните опции за окабеляване на главната линия и методите за организиране на отоплителния кръг.

Технически характеристики на основните компоненти на системата

Принудителната схема се различава от естествената с добавянето на една или повече циркулационни помпи. Поради увеличаването на налягането и скоростта на движение на охлаждащата течност, правилата за образуване на възли и местоположението на елементите на веригата се променят.

Този факт трябва да се вземе предвид, за да се осигури висококачествено отопление с принудителна циркулация.

Общи изисквания към помпената група

Циркулационните помпи се избират въз основа на изискванията за обем на дестилирана вода (кубични метри на час) и налягане (метър). Изчисляването на двата параметъра зависи от кубатурата на отопляемия корпус и метода на отопление, както и от дължината на водната верига и диаметъра на нейните тръби.

Помпата трябва да бъде избрана така, че нейните параметри да не отговарят на изискванията на системата.Това ще ви позволи да добавите елементи към веригата, ако е необходимо, без да сменяте помпата.

По принцип помпите са проектирани за напрежение от 220 волта, но има и такива с поддръжка на 12 волта. В случай на скокове на напрежението е необходимо да се инсталира стабилизатор, за да се предотврати повреда на устройството.

В случай на чести прекъсвания на електрозахранването, трябва да се погрижите за наличността непрекъсваемо захранване. Няма нужда да вземете мощен UPS - устройства с консумация над 150 вата на час рядко се използват за отопление на частни къщи.

Условно циркулационните помпи могат да бъдат разделени на два вида според позицията на двигателя. Устройствата със сух ротор имат по-висока ефективност, но имат повишено ниво на шум и намален експлоатационен живот от тези с мокър ротор.

Ако окабеляването на системата осигурява възможност за естествено движение на охлаждащата течност по веригата, тогава помпата трябва да се монтира през байпас. В този случай, ако се повреди или има прекъсване на захранването, е възможно отоплението да се превключи в режим на гравитационна циркулация.

Водата може да се движи и през неработеща помпа, но ще създаде силно съпротивление на нейното движение.

Изборът в полза на модел на помпа по отношение на конкретна отоплителна система се прави чрез определяне на работната точка и нейното съответствие с необходимите стойности на дебита на охлаждащата течност (+)

Проблемът със спирането на помпата е особено належащ при отопление с печка или камина. В този случай фурната ще продължи да загрява топлообменника и водата в нея може да заври и цялата система може да се провали за дълго време.

По-добре е да се направи помпена инсталация на връщащата тръба, тъй като по-ниската температура на водата ще удължи експлоатационния й живот.Ако не е възможно помпата да се монтира на място, различно от тръбата, излизаща от котела, тогава трябва да се използва помпа с керамични уплътнения.

Въпреки че могат да издържат на температури до 110°C, ако системата заври, те могат да имат проблеми с функционирането.

Инсталирайки помпата във веригата чрез байпас, можете да постигнете не само нормални работни условия, базирани на принципа на естествената циркулация, но и възможността да премахнете помпата без източване на водата

Полезна информация за избора на циркулационни помпи за отоплителна система е предоставена в статиите:

1. Избор на циркулационна помпа: устройство, видове и правила за избор на отоплителна помпа
2. Циркулационна помпа за отопление: десет най-добри модела и съвети за купувачите

Тънкостите при избора на котли и пещи

Използването на електрически и газови котли и пещи с продължително горене като генератори на топлина е привлекателно от гледна точка на лесното управление на топлинния поток през топлообменника.

Приложение печки на твърдо гориво, особено домашно направени дизайни, са изпълнени с недостатъчно или прекомерно генериране на топлина. Използването им обаче често е оправдано от гледна точка на евтиността и достъпността на горивото.

Има много модели електрически и газови котли с вградена помпа. От една страна, вградената циркулационна система е съобразена с мощността на котела и ви позволява да избегнете закупуването и инсталирането на отделна помпа. От друга страна, ако вградената помпа се повреди, тя няма да бъде толкова лесна за ремонт или замяна, колкото отделна.

Електрически бойлер с вградена помпа е готово и компактно решение за включване във верига с принудителна циркулация

Изискванията към котела при използване на принудителна циркулация са същите като при използване на естествена циркулация:

• Изчисляване на мощността на котела - индикаторът трябва да задоволява нуждите от отопление на къщата в най-тежките условия за определен район. Препоръчително е да имате малък резерв на мощност (10-20%) поради възможни форсмажорни обстоятелства, които могат да възникнат в отоплителната система.
• Предупреждение за кипене на охлаждащата течност в топлообменника. Това изискване е по-лесно за изпълнение, когато се използва комбинация „пещ-помпа“, отколкото когато се използва гравитационен модел на движение на флуида.

За да предотвратите кипенето на водата в топлообменника на котела, достатъчно е да регулирате мощността в зависимост от температурата на изходящата течност. Този метод работи за всякакъв тип циркулация.

Блокът за управление на режима на работа на котела на твърдо гориво включва функцията за стартиране на помпата при достигане на критични температури на изхода на топлообменника

При печки с естествена циркулация няма начин да се предотврати кипенето на охлаждащата течност в случай на прекомерно количество заредено гориво. Единственият вариант при наличието на помпа е да се увеличи обемът на течността, прекарана през топлообменника.

Освен това такава аварийна система може да се направи автоматична с помощта на термостат и блок за управление на скоростта на помпата.

Монтаж и тестване на водната верига

При отоплителна схема, използваща принудителна циркулация, ще има по-високи скорости на водата, отколкото в гравитационния модел. Поради това е възможно да се използва тръба с по-малък диаметър при същите параметри на отопление на сградата. Това намалява разходите за отопление на водата по отношение на разходите за тръби, фитинги и фитинги.

В допълнение, контурните елементи с по-малък диаметър са по-лесни за скриване в технологични ниши или се вписват в интериора на помещенията.

В сравнение с естествената циркулация, повишеното хидродинамично налягане на потока ще бъде добавено към хидростатичното налягане на течния стълб. Ето защо, за да се избегне образуването на течове или, особено, пробив на системата, е необходимо да се придържате към определени правила.

В случай на преход от гравитационна циркулация към принудителна циркулация е необходимо да се премахнат всички, дори незначителни, течове във веригата. С увеличаване на налягането дебитът ще се увеличи, което в допълнение към проблема в помещението ще доведе до намаляване на количеството охлаждаща течност и прекомерната му аерация (насищане на въздуха).

Преди началото на отоплителния сезон е необходимо да се извършат хидравлични тестове на якостта на веригата с максимално използвано или дори малко по-високо налягане. Това ще ви позволи да идентифицирате проблемите и да ги отстраните преди настъпването на студеното време, когато дългото спиране на отоплението за ремонт е нежелателно.

Течовете на отоплителния радиатор могат да се появят на най-неочакваните места и отстраняването на проблема ще отнеме много време, така че е по-добре да проверите целостта на системата предварително

Тъй като скоростта на движение на охлаждащата течност ще бъде по-голяма от 0,25 m / s, съгласно SNiP 41-01-2003 не е необходимо да се поддържа постоянен наклон на тръбите за отстраняване на въздуха от веригата. Следователно, при принудителна циркулация, инсталирането на тръби и радиатори е малко по-просто, отколкото при гравитационна верига.

Опции за отопление с принудителна циркулация

Използването на принудителна циркулация ни позволява да се отдалечим от принципа на проектиране на окабеляването със задължителното отчитане на разликата в хидростатичното налягане, което е необходимо за функциониране в гравитационна верига.

Това добавя вариативност при моделиране на геометрията на водния кръг и дава възможност за използване на решения като колекторно отопление или подово отопление с голяма площ.

Приложение на горно и долно окабеляване

Всяка отоплителна схема може условно да се класифицира като горно или долно окабеляване. При надземно окабеляване горещата вода се издига над отоплителните уреди и след това, течейки надолу, загрява радиаторите. С дъното - гореща вода се подава отдолу. Всеки вариант има своите положителни страни.

Горното окабеляване също се използва за естествена циркулация. Следователно отоплителни кръгове от този тип позволяват използването и на двата вида циркулация. Това, първо, дава възможност за избор, и второ, повишава надеждността на системата.

В случай на прекъсване на захранването или повреда на помпата, движението на водата по веригата ще продължи, макар и с по-ниска скорост.

Доброто налягане ви позволява да избирате между горно и долно окабеляване, като вземете предвид удобството на тръбите, доставящи охлаждаща течност към радиаторите (+)

При използване на долно окабеляване общата дължина на тръбите е по-къса, което намалява разходите за създаване на системата. Освен това не е необходимо да се поставят щрангове на горния етаж, което е добре от гледна точка на дизайна на помещението. Долната тръба за захранване с топла вода се полага или в сутерена, или на нивото на пода на първия етаж.

Разновидности на еднотръбни схеми за свързване

Еднотръбната схема използва същата тръба за подаване на топла вода към радиаторите и изпускане на студена вода към отоплителния котел. При това оформление дължината на използваните тръби е почти наполовина, а броят на фитингите и спирателните вентили е намален.

Радиаторите обаче се нагряват последователно, поради което при изчисляване на броя на секциите е необходимо да се вземе предвид постепенното намаляване на температурата на подаваната охлаждаща течност.

Серийното свързване на радиатори, използващи една тръба за подаване на охлаждаща течност, често се използва в съвременните домове, за да се намалят разходите за материали и да се опрости монтажната работа

Еднотръбните вериги могат да бъдат изпълнени в хоризонтални и вертикални версии. При принудителна циркулация, ако се използват вертикални щрангове, топла вода може да се подава не само отгоре, но и отдолу.

Възможността за използване на една или друга опция зависи не само от удобството на тръбната инсталация, но и от максимално допустимия брой радиатори на един щранг на еднотръбна верига.

Има два начина за свързване на отоплителни радиатори:

• Серийна връзка — охлаждащата течност преминава през всички радиатори.В този случай е необходим минимален брой тръби, но ако е необходимо да се изключи един от радиаторите, ще трябва да се спре целият клон на системата.
• Байпасна връзка — охлаждащата течност може да тече, заобикаляйки радиатора през монтирания клон. С помощта на кран система можете да пренасочите потока покрай радиатора, което ще позволи ремонт или демонтаж без спиране на отоплението.

За отопление често се използва еднотръбна верига, но ако има голям брой радиатори, се използва друга опция за равномерното им нагряване.

Еднотръбните схеми имат много възможности за изпълнение за принудителна циркулация, така че изборът на подходящо решение за конкретна геометрия на помещението е доста лесен (+)

Методи за използване на двутръбната версия

Извиква се схема на отоплителна верига, използваща втора тръба за отвеждане на охладена вода към котела двутръбна система. Увеличава се дължината на тръбите, както и броят на връзките и устройствата.

Въпреки това, системата има важно предимство - към всеки радиатор се подава охлаждаща течност с еднаква температура. Това прави двутръбния вариант много привлекателен.

За отопление на вода с принудителна циркулация се използват както хоризонтално, така и вертикално окабеляване. Освен това при вертикалната версия е възможно да се използва горно и долно подаване на топла вода.

Двутръбната верига за водоснабдяване и отводняване, комбинирана с диагоналното свързване на радиатора, осигурява максимален топлопренос в помещението

Тъй като температурата на водата, подадена към всички радиатори, е една и съща, геометрията на веригите зависи само от следните фактори:

• материални спестявания — минимизиране на дължината на тръбите и броя на връзките;
• лекота на контурно рисуване отопление през стени и тавани;
• естетическа привлекателност - възможност за вграждане на нагревателни елементи в интериора на помещенията.

В зависимост от движението на гореща и охладена вода, двутръбните вериги са разделени на два типа:

1. Свързани. Движението в двете тръби се извършва в една и съща посока. Цикълът на охлаждащата течност има еднаква дължина за всички радиатори в тази част на системата, така че тяхната скорост на нагряване е еднаква.
2. Задънен край. При паралелна схема радиаторите, разположени по-близо до котела, се нагряват по-бързо. Въпреки това, за системи с принудителна циркулация това не е много важно поради значителната скорост на водата във веригата.

Когато избират между свързаните и задънени опции, те се ръководят от условието за удобство при инсталиране на връщащата тръба. При вертикални схеми с долното окабеляване се получава задънена система, а с горното окабеляване се получава преминаваща система.

Използване на разпределителен колектор за отопление

Друг популярен начин за организиране на отопление сега е създаване на колекторна верига. До известна степен тази схема може да се нарече подтип двутръбна, въпреки че се използва и при организирането на еднотръбни отоплителни кръгове.

Само разпределението на гореща охлаждаща течност и събирането на охладена охлаждаща течност става не от главния щранг, а от специални разпределителни устройства - колектори. Такава система работи стабилно само с помощта на принудителна циркулация.

Радиалното окабеляване, в сравнение с двутръбното окабеляване, изисква колектор, по-голяма обща дължина на тръбите, броя на фитингите и спирателните вентили

Разпределителният блок за двутръбна система е сложна комбинация от подаващи и връщащи колектори, с помощта на които подаването на охлаждащата течност се балансира по температура и налягане.

Всеки клон на устройството захранва един нагревателен елемент или малка група от тях.Клоновете обикновено са разположени под пода, всеки етаж на многоетажна сграда се обслужва от един централно монтиран колектор.

Въпреки очевидните предимства на този тип отоплителна система, колекторната система има два съществени недостатъка:

• най-голямата дължина на тръбопровода, следователно тази опция за организиране на водна верига изисква значителни финансови инвестиции;
• трудност при промяна на контура — тръбите с тази опция обикновено се намират под пода или в стените, така че ако добавите отоплителни уреди, ще бъде много трудно да направите каквито и да било настройки.

Всички колектори обикновено се монтират в специален шкаф, тъй като там се намират спирателните кранове и е необходим достъп. Поставянето на крановете на едно място е много удобно.

При необходимост от включване или изключване на радиатори или при авария е достатъчно да имате достъп до шкафа и не е необходимо да посещавате всички стаи.

Разпределителните колектори могат да имат проста структура, състояща се от два гребена и минимум спирателни вентили.Сложните компоненти могат също така да включват автоматични термостати, електронни вентили, смесители, автоматични изпускателни отвори за въздух, сензори и управляващи блокове, клапан за източване на водата и отделна циркулационна помпа.

Тези системи могат най-точно да регулират температурата във вашия дом, но изискват добро разбиране на основите и нюансите на водното отопление.

Отопление с помощта на подово отопление

Счита се за един от най-удобните методи за отопление организиране на топъл под. Трябва да се отбележи, че инсталирането на тази опция за отопление за дневни, душове, кухни и други помещения е доста сложно.

Подовете с водно отопление на голяма площ са възможни само с принудителна циркулация, тъй като е необходимо да се създаде налягане в дълга система от тесни тръби.

Налягането е необходимо за преодоляване на съпротивлението на тесни тръби с много завои. Освен това е необходимо да се постигне налягане, което позволява отстраняване на въздуха от тръбите на подовото отопление, които са разположени хоризонтално.

Има голям брой комбинации за полагане на тръби:

• за малки стаи използвайте схеми с един вход за топла вода и изход за охладена вода;
• за големи помещения организирайте по-сложни системи за подово отопление с помощта на разпределителен колектор.

Често се монтират отделни циркулационни помпи за части от веригата с топъл под.

Използването на колектор е оправдано за големи площи отопляеми подове, когато изчисленията показват, че една тръба може да не се справи с отоплението

Изводи и полезно видео по темата

Подробно описание на двутръбна и доста сложна схема за отопление на двуетажна къща:

Затворена система за триетажна къща на базата на газов котел:

Използването на помпи за водно отопление на помещения значително опростява дизайна на веригата, което прави възможни опции, които не са налични за гравитационния модел. Правилният избор на оборудване ще реши проблема с отоплението на вашия дом, което ще направи този процес удобен и прост.

Имате ли какво да добавите или имате въпроси относно организирането на отоплителна система с принудителна циркулация? Моля, оставете коментари към публикацията и участвайте в дискусии. Формата за контакт се намира в долния блок.