Системы отопления с насосной циркуляцией: схемы и особенности правильной установки

Комбинированная циркуляция

Данный тип  системы предусматривает использование котлов твердотопливного типа, а также печей, который оборудованы водяными контурами. Такая установка рассчитана на возможность подключения естественного вида циркуляции. Способ весьма эффективен, особенно если есть возможность частого отключения электроэнергии. Для того чтобы произвести монтаж насоса в таком случае понадобится байпас. Удобство заключается в возможности выбора одного из двух способов циркуляции – принудительного и естественного.

Схема нехитрая и представляет собой небольшой, отдельно выведенный участок трубы. Такой элемент имеет клапан либо шаровой кран. Сама суть врезки заключается в монтировании изогнутых отрезков труб, которые имеют на концах резьбу. Если вся работа будет проведена правильно, насос окажется запущенным в стороне от главной магистрали системы отопления. А регулировка будет производиться посредством открытия или закрытия кранов.

Важным элементом монтажа является тот факт, что вся конструкция «байпаса» изначально собирается отдельно от отопительной магистрали. Затем, когда все элементы собраны в одно целое, производится монтаж конструкции с помощью сварочного аппарата. Работы должны проводиться качественно, поскольку все швы должны быть герметичны.

Схемы обвязки систем отопления

Выстраивая линию изложения для быстрого понимания особенностей организации тех или иных систем отопления, разумно начать с варианта с принудительной циркуляцией.

С принудительной циркуляцией

У такой схемы есть ряд особенностей.

1. Перепады высот, наклоны труб, расположение радиаторов относительно нагревательного котла никак не регламентируются.
2. В системе применяются многоточечная техника или одноточечная система выпуска воздуха (краны Маевского на радиаторах отопления или одна точка отвода с наибольшим уровнем высоты).
3. Допускается организация как угодно большого количества изолированных контуров циркуляции, каждый из которых обслуживается отдельным насосом.

Главная отличительная черта системы с принудительной циркуляцией — ее работа без функционирования циркуляционного насоса невозможна. Поэтому при отключении питания теплоноситель останавливается, помещения не отапливаются.

С естественной циркуляцией

Система с естественной циркуляцией имеет ряд преимуществ, однако требует четкого соблюдения правил организации. Ее особенности следующие.

1. После нагревательного котла предусматривается разгонная линия, вертикальная труба, позволяющая создать давление при расширении теплоносителя для его движения по сети.
2. Регламентируется четкий параметр наклона, как труб подачи, так и обратки.
3. При нескольких контурах отопления трудно или невозможно добиться оптимальной отдачи тепла в каждом из них.

Управление циркуляционным насосом движением теплоносителя способно кардинально увеличить функциональность, эффективность, настраиваемость системы обогрева с естественной циркуляцией.

Такая система позволяет решить ряд стандартных задач:

• нивелировать ошибки проектирования и преодолеть гидравлическое сопротивление сети трубопроводов;
• оптимизировать загрузку контуров отопления при установке нескольких насосов, регулировать отдачу тепла;
• улучшить условия работы нагревательного оборудования.

Главное достоинство системы с естественной циркуляцией, при всей сложности ее организации, заключается в возможности работы при отключении энергопитания. Чтобы этого достичь, циркуляционный насос устанавливают в байпас. Это достаточно простая структура.

Байпас – это отдельный узел для установки циркуляционного насоса с петлей обвода и запорной арматурой для обслуживания.

Узел байпаса обеспечивает несколько удобных возможностей.

1. При перекрытии шаровых кранов нагнетатель можно снять без слива всей системы, чтобы провести ремонт циркуляционного насоса или его замену.
2. Обеспечивается работа системы без электропитания.
3. Можно провести первичный запуск отопления без участия циркуляционного насоса.
4. Легко организовать структуру защиты насоса от попадания в его турбину примесей, путем установки фильтра грубой очистки или узла сетчатого типа.

Схема водяного отопления частного дома может использовать как байпас с ручным, так и с автоматическим управлением. В последнем случае в контуре обвода циркуляционного насоса монтируется обратный клапан.

При работе циркуляционного насоса на выходе обратного клапана образуется избыточное давление. Узел перекрывает подачу, обеспечивая оптимальную схему движения теплоносителя. При отключении питания через клапан начинает двигаться вода благодаря естественной гравитационной составляющей. Такая схема не требует регулировки и настройки, в том числе при пусконаладочных работах.

Совет! Поскольку обратный клапан — достаточно чуткое к попаданию окалины и минеральных отложений устройство, в открытых системах отопления рекомендуется дублировать его работу последовательно устанавливаемым шаровым краном.

Обвязка

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Разновидности циркуляционных насосов для отопления частных домов

На сегодняшний день все модели подобных устройств, классифицируются по принципу действия на два типа:

• «сухие»;
• «мокрые».

Многих людей интересует вопрос, какой выбрать циркуляционный насос для установки в частном доме. Устройства «сухого» типа отличаются более объемными размерами и включают в себя моторное отделение, выдвинутое в сторону. Такие модели нечасто монтируются в жилых домах. Это связано с тем, что при работе они издают довольно много шума. Однако такие устройства имеют высокий КПД – до 80%.

Проект системы отопительных коммуникаций жилого дома

Как правило, такие устройства монтируются в отдельных пристройках из-за своей шумности. Эксплуатационная сфера насосов «сухого» типа – тепловые пункты, которые отличаются высокой мощностью. А также их могут использовать в автономных отопительных коммуникациях, нуждающихся в максимальной производительности. В частных домах такие приборы практически не устанавливаются.

Особенности «мокрых» насосов для отопления в частном доме

Устройства «мокрого» типа являются гораздо более компактными и универсальными. Их монтаж выполняется путем врезки в трубопроводную конструкцию, в отличие от «сухих» аппаратов, которые требуют консольной установки. А также они не требуют организации дополнительной системы охлаждения, так как лишнее тепло отдается рабочей среде, которая через них проходит.

Монтаж «мокрого» типа насоса выполняется путем врезки в трубопроводную конструкцию

Производительность циркуляционных насосов «мокрого» типа ниже. Это связано с тем, что ротор функционирует в жидкой рабочей среде, которая оказывает определенное сопротивление. Поэтому КПД «мокрых» насосов колеблется в пределах от 50 до 60%. Тем не менее использование подобного оборудования считается наиболее оптимальным в условиях автономных отопительных систем.

Характеристики циркуляционных насосов такого типа позволяют монтировать их даже в жилых комнатах. Во время работы они практически не издают шума. А также стоит сказать о том, что низкая производительность этих устройств полностью окупается, так как для их работы требуется гораздо меньше электрической энергии.

Мощность небольших моделей, применяемых в частных домах, составляет приблизительно 25-50 Ватт, что сравнимо с энергией, которую потребляет обычная электрическая лампочка. А также стоит сказать, что для небольших частных домов отлично подойдут циркуляционные насосы для отопления (12 Вольт).

Циркуляционные насосы «мокрого» типа не требуют специального ухода

Эксплуатационный срок «мокрого» циркуляционного насоса может составлять несколько десятилетий (при нормальном использовании). Такие устройства отличаются неприхотливостью ухода и не требуют профилактического обслуживания.

Таким образом, для домашнего использования эти изделия подходят как нельзя лучше. Еще одно преимущество данных насосов заключается в их конструкции. Она включает в себя отдельные модули (узлы), которые в случае необходимости легко заменить.

Принцип работы и виды циркуляционных насосов

С принципом работы все понятно – электромотор приводит в действие крыльчатку турбины, которая создает разность давления между входным и выходным патрубком насоса. В соответствии с законами физики, происходит принудительная циркуляция жидкости.

Поршневые, и прочие специфические системы перекачки воды, в быту не применяются, ввиду их громоздкости и несопоставимой производительности.

Как правильно установить циркуляционный насос Grunfos — видео.

По конструкции, циркуляционные насосы разделены на два вида:

С мокрым ротором

Подвижная часть (ротор электродвигателя, соединенный с крыльчаткой турбины), постоянно находится в воде. Электрическая часть: статор, контактные группы, щетки – отделены от ротора герметичным стаканом. Так что с безопасностью и защитой от поражения электротоком все в порядке.

За счет постоянного омывания проточной водой, ротор охлаждается, а его подшипники смазываются теплоносителем. Это повышает срок службы прибора. К тому же, такая конструкция обеспечивает бесшумность работы.Есть и недостатки. Во-первых, – низкий КПД, не более 50%. Во-вторых, – малая производительность. Мощную крыльчатку (а соответственно габаритный ротор) сложно загерметизировать, поэтому «мокрые» насосы используются на небольших системах с малой протяженностью труб. Компактные размеры позволяют аккуратно и незаметно установить прибор.

Как устроен циркуляционный насос и один из способов его подключения, подробное видео.

С сухим ротором

Электродвигатель полностью изолирован от теплоносителя. Насос состоит из двух секций: силовой и перекачивающей. Проходящий между ними вал герметизируется сальниками.
Такая конструкция не имеет ограничений по мощности мотора, и обеспечивает высокий КПД, до 80%. Правда агрегат сильно шумит при большом объеме прокачки.

Поскольку элементы насоса разнесены, он имеет большие габариты, это необходимо учитывать при планировании монтажа. Еще один недостаток – уплотнительные сальники требуют периодической замены.

Определившись с типом насоса, надо рассчитать его электрическую мощность. Исходим из следующих задач:

1. Необходимо создать напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление трубопровода, теплообменника в котле, и радиаторов.
2. Надо обеспечить передачу по системе такое количество тепла, которое создаст необходимую температуру в помещениях, без дополнительных обогревателей.

По сути, все сводится к расчету объемного расхода теплоносителя в м³/ч (Q). Есть достаточно точная формула: Q=0,86R/TF-TR

R – потребность помещения в тепле. Единица измерения – Вт/м². Для частной усадьбы номинал составляет 100, для многоквартирного дома – 70

Производственные помещения – 40-50.Важно! При определении этого показателя следует учитывать состояние теплоизоляции помещения и климатическую зону. Приведенные цифры соответствуют средней полосе (по климату) и теплоизоляции, выполненной в соответствии со СНиП для кирпичных и каменных домов.

TF (измеряется в °С) – температура носителя на входе в систему.
TR (измеряется в °С) – температура носителя на выходе из системы.

Рассчитав требуемый объемный расход, вы сможете подобрать насос по этому параметру.

Обратите внимание
Совет: Перед покупкой надо предусмотреть несколько вариантов места установки, точно замерив габариты. Это поможет в случае, если придется выбирать между моделями разного размера.. Установить насос можно самостоятельно, или воспользовавшись услугами специалистов

Уточните в магазине, как это повлияет на гарантию

Установить насос можно самостоятельно, или воспользовавшись услугами специалистов. Уточните в магазине, как это повлияет на гарантию.

Куда лучшее установить насос?

Мнения в вопросе установки насоса на подачу или обратную трубу существенно расходятся. Некоторые эксперты утверждают, что монтаж насоса доступен только на обратную трубу, другие же считают, что место установки не влияет на эффективность работоспособности.

Сторонники идеи установки на «обратку» аргументируют свою позицию следующими утверждениями:

температура нагревания на подаче существенно выше

Здесь важно учитывать предельные температуры определенного циркуляционного насоса, чтобы устройство прослужило много лет;
статистическое давление выше, за счет чего насос работает быстрее и с минимальными усилиями.. По факту циркуляционные насосы допускается монтировать двумя способами

Это не влияет на эффективность работы агрегата и скорость прогрева помещения. Это объясняется следующими принципами:

По факту циркуляционные насосы допускается монтировать двумя способами. Это не влияет на эффективность работы агрегата и скорость прогрева помещения. Это объясняется следующими принципами:

• температурный максимум для работы агрегата – 115 градусов. Вы редко встретите в частном доме нагрев отопительной системы свыше 90 градусов (область установки котла). Выше температура не поднимается, поэтому решение по выбору способа врезки остается за вами;
• показатели плотности не отображаются на эффективности работы циркуляционного насоса;
• статическое давление сохраняется примерно на одном уровне, независимо от способа крепления.

Как выбрать циркуляционный насос для отопления: советы

Многих интересует вопрос о том, как выбрать циркуляционный насос для отопления

Для подбора этого изделия под конкретную отопительную коммуникацию необходимо обратить внимание на несколько факторов. Большинство таких устройств имеют визуальное сходство между собой, однако, при этом они могут сильно отличаться по своим техническим характеристикам

Для применения в частных целях выбирают приборы, которые работают от стандартной сети, с напряжением 220 В. Очень важным параметром является мощность устройства. Она зависит от двух основных факторов: модели и режима, в котором функционирует насос. Бытовые приборы имеют показатель мощности, который не превышает 50-70 Ватт.

Также специалисты рекомендуют обратить внимание на температуру теплоносителя. Все бытовые циркуляционные насосы имеют ограничения по этому показателю и могут использоваться в отопительных системах с температурой до 110°C

Большинство моделей насосов устанавливаются на трубы посредством накидных гаек

Как выбрать циркуляционный насос для отопления, ориентируясь на геометрические параметры? С точки зрения геометрических показателей, большую роль играет монтажная длина прибора, а также показатель сечения резьбовой части устройства. Большинство насосов устанавливаются на трубы посредством накидных гаек, которые еще называют американками. Как правило, такие элементы входят в комплектацию устройства. Стандартные показатели сечения, которые применимы к домашним отопительным контурам – 25 и 32 мм. А монтажная длина прибора может быть 13 или 18 см.

Кроме всего прочего, стоит обратить внимание на маркировку, которая наносится на корпус насоса. Там нередко указывается класс защиты электрического прибора, а также показатель максимального давления на выходе

Первый параметр является стандартным для большинства современных моделей и имеет обозначение IP44. Максимальное давление на выходе в большинстве случаев составляет 10 бар.

Немаловажным фактором при выборе насоса является размер монтажной длины прибора

В случае необходимости всегда можно посоветоваться со специалистом, который поможет выбрать подходящий прибор для вашей отопительной конструкции. А также можно задать, интересующий вас вопрос, на одном из профильных форумов в интернете.

Как выбрать циркуляционный насос для отопления, в зависимости от производительности

Еще одним важным параметром, который следует учитывать при выборе данного оборудования, является его производительность. Этот показатель обозначает количество рабочей среды, которую прибор способен перекачать за определенную единицу времени (м³/час). А также стоит учесть величину напора, которую способен создать насос, исчисляемую в метрах.

В большинстве случаев основные технические характеристики таких устройств указываются в их названии. Например, если разобрать наименование прибора «Грундфос UPS 32-80», то первые две цифры означают диаметр патрубков (32 мм), а вторые – величину напора, которая равна 8 м.

Схема отопления дома с напольным котлом, погодозависимой автоматикой и бойлером: 1 — котел; 2 — набор устройств безопасности; 3 — бойлер; 4 — группа безопасности бойлера 3/4″ 7 бар; 5 — гидроаккумулятор 12л/10 бар; 6 — насос; 7 — 3-х контурный коллектор; 8 — кронштейн с комплектом крепежа; 9 — комплект подключения к котлу (1,0 и 1,2 м); 10 — модуль прямой; 11 — модуль смесительный с электроприводом; 12 — КТЗ-20 Ду 20; 13 — кран 11Б27П Ду 20; 14 — клапан КЭГ 9720 Ду 20 (220 В); 15 — сигнализатор; 16 — счетчик газа; 17 — расширительный бак 35 л/3 бар; 18 — клапан подпиточный; 19 — фильтр картриджный тонкой очистки 1″; 20 — счетчик воды; 21 — фильтр с ручной промывкой 1″; 22 — кран шаровый для воды; 23 — дозатор полифосфатный

К подбору циркуляционного насоса для системы отопления необходимо подходить максимально грамотно. Поэтому стоит учитывать даже такие моменты, как состояние помещений и особенности климатического региона, в котором вы проживаете. Если ваш дом имеет хорошую теплоизоляцию, то тогда достаточно обойтись устройством с небольшой мощностью (и наоборот).

Также нужно учесть зависимость мощности насоса от климатического региона. В этом случае прослеживается следующая закономерность: чем холоднее климат местности, в которой располагается жилая постройка, тем мощнее необходим циркуляционный прибор. В случае необходимости на вопрос о том, как подобрать циркуляционный насос для отопления, вам могут помочь ответить специалисты в профильных магазинах.

Выбор циркуляционного насоса

Несмотря на столь небольшой минус, данный образец не теряет своей популярности. Но, прежде чем останавливать свой выбор на каком-то определенном типе насоса, необходимо разобраться, как их правильно выбирать. Среди всех возможных характеристик, которые присущи такому типу агрегатов, существует два основных показателя – подача и напор. Именно эти величины нужно учитывать при выборе качественного насоса для частного дома. Подобные данные довольно часто указаны в документации либо паспорте, который прилагается к насосу. Пренебрегать показателями нельзя, поскольку качество всей системы будет зависеть напрямую от того, какую подачу сможет обеспечить насос.

На подачу влияет сразу несколько ключевых факторов. Самый первый показатель это мощность непосредственно, котла. Затем одним из важных факторов можно назвать общий объем теплоносителя. Помимо этого на эффективность насоса влияет объем и разновидность радиаторов, а также потери в гидравлике. Последний пункт специалисты называют одним из самых базовых, которые необходимо учитывать, поскольку длина труб, диаметр, а также материал, из которого  они изготовлены, играют огромную роль в функциональности всей системы.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам. Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.