System podgrzewania wody z wymuszonym obiegiem: schematy, możliwości realizacji, szczegóły techniczne

Wiele nowoczesnych rozwiązań w zakresie podgrzewania wody w domach wymaga zastosowania grupy pompowej.Projekt i montaż systemu grzewczego z wymuszonym obiegiem należy przeprowadzić z uwzględnieniem problemów technicznych, które powstają w wyniku szybkiego ruchu chłodziwa.

Wysokie ciśnienie w obiegu grzewczym pozwala na realizację wielu schematów okablowania. Zgadzam się, jest to ważna zaleta systemu grzewczego z wymuszonym obiegiem. Jednak układ takiego schematu wymaga kompetentnego projektu.

Powiemy Ci, według jakich cech wybierane są główne elementy operacyjne systemu, a także szczegółowo opiszemy możliwe opcje okablowania linii głównej i metody organizacji obiegu grzewczego.

Cechy techniczne głównych elementów systemu

Schemat wymuszony różni się od naturalnego dodaniem jednej lub więcej pomp obiegowych. Ze względu na wzrost ciśnienia i prędkości ruchu chłodziwa zmieniają się zasady tworzenia węzłów i rozmieszczenia elementów obwodu.

Fakt ten należy wziąć pod uwagę, aby zapewnić wysokiej jakości ogrzewanie z wymuszonym obiegiem.

Ogólne wymagania dla grupy pompowej

Pompy obiegowe dobierane są na podstawie wymagań dotyczących objętości wody destylowanej (metr sześcienny na godzinę) i ciśnienia (metr). Obliczenie obu parametrów zależy od kubatury ogrzewanej obudowy i sposobu ogrzewania, a także długości obwodu wodnego i średnicy jego rur.

Pompę należy dobrać tak, aby jej parametry nie odpowiadały wymaganiom instalacji.Umożliwi to dodanie elementów do obwodu, jeśli to konieczne, bez wymiany pompy.

Zasadniczo pompy są zaprojektowane na napięcie 220 woltów, ale są też takie, które obsługują napięcie 12 woltów. W przypadku skoków napięcia konieczne jest zainstalowanie stabilizatora, aby zapobiec awarii urządzenia.

W przypadku częstych przerw w dostawie prądu należy zadbać o jego dostępność nieprzerwana dostawa energii. Nie ma potrzeby zabierania mocnego UPS - urządzenia o zużyciu większym niż 150 W na godzinę są rzadko używane do ogrzewania domów prywatnych.

Konwencjonalnie pompy obiegowe można podzielić na dwa typy w zależności od położenia silnika. Urządzenia z suchym wirnikiem mają wyższą wydajność, ale charakteryzują się podwyższonym poziomem hałasu i krótszą żywotnością niż urządzenia z mokrym wirnikiem.

Jeśli okablowanie systemowe zapewnia naturalny ruch chłodziwa w obwodzie, pompę należy zainstalować przez obejście. W takim przypadku w przypadku jego awarii lub braku prądu istnieje możliwość przełączenia ogrzewania na tryb cyrkulacji grawitacyjnej.

Woda może również przepływać przez niepracującą pompę, ale będzie ona stawiała duży opór.

Wyboru na korzyść modelu pompy w odniesieniu do konkretnego systemu grzewczego dokonuje się poprzez określenie punktu pracy i jego zgodności z wymaganymi wartościami przepływu chłodziwa (+)

Problem zatrzymania pompy jest szczególnie palący w przypadku korzystania z ogrzewania piecowego lub kominkowego. W takim przypadku piekarnik będzie nadal nagrzewał wymiennik ciepła, a woda w nim może się zagotować, a cały system może działać nieprawidłowo przez długi czas.

Lepiej to zrobić instalacja pompy na rurze powrotnej, ponieważ niższa temperatura wody wydłuży jej żywotność.Jeżeli nie ma możliwości zamontowania pompy w innym miejscu niż na rurze wychodzącej z kotła, należy zastosować pompę z uszczelkami ceramicznymi.

Choć wytrzymują temperatury do 110°C, to w przypadku zagotowania się układu mogą wystąpić problemy z funkcjonowaniem.

Instalując pompę w obwodzie poprzez obejście, można osiągnąć nie tylko normalne warunki pracy oparte na zasadzie naturalnego obiegu, ale także możliwość usunięcia pompy bez spuszczania wody

Przydatne informacje na temat doboru pomp obiegowych do instalacji grzewczej znajdują się w artykułach:

1. Dobór pompy obiegowej: urządzenie, rodzaje i zasady doboru pompy grzewczej
2. Pompa obiegowa do ogrzewania: dziesięć najlepszych modeli i wskazówki dla kupujących

Subtelności wyboru kotłów i pieców

Zastosowanie kotłów elektrycznych, gazowych i pieców długopalnikowych jako źródeł ciepła jest atrakcyjne ze względu na łatwość sterowania przepływem ciepła przez wymiennik ciepła.

Aplikacja piece na paliwo stałe, zwłaszcza projekty domowej roboty, są obarczone niewystarczającym lub nadmiernym wytwarzaniem ciepła. Często jednak ich stosowanie jest uzasadnione ze względu na taniość i dostępność paliwa.

Istnieje wiele modeli elektrycznych i kotły gazowe ze zintegrowaną pompą. Z jednej strony wbudowany układ cyrkulacyjny jest dostosowany do mocy kotła i pozwala uniknąć zakupu i montażu osobnej pompy. Z drugiej strony, jeśli wbudowana pompa ulegnie awarii, naprawa lub wymiana nie będzie tak łatwa, jak osobna.

Kocioł elektryczny ze zintegrowaną pompą to gotowe i kompaktowe rozwiązanie do włączenia w obieg wymuszony

Wymagania dla kotła przy zastosowaniu wymuszonego obiegu są takie same jak przy zastosowaniu naturalnego obiegu:

• Obliczanie mocy kotła - wskaźnik musi zaspokajać potrzeby grzewcze domu w najsurowszych warunkach dla określonego obszaru. Wskazane jest posiadanie małej rezerwy mocy (10-20%) ze względu na możliwe zdarzenia siły wyższej, które mogą wystąpić w systemie grzewczym.
• Ostrzeżenie o wrzeniu płynu chłodzącego w wymienniku ciepła. Wymaganie to jest łatwiejsze do spełnienia przy zastosowaniu kombinacji „piec-pompa” niż przy zastosowaniu grawitacyjnego modelu ruchu płynu.

Aby zapobiec wrzeniu wody w wymienniku ciepła kotła, wystarczy dostosować moc w zależności od temperatury cieczy wylotowej. Ta metoda sprawdza się w przypadku każdego rodzaju krążenia.

Jednostka sterująca trybem pracy kotła na paliwo stałe zawiera funkcję uruchomienia pompy po osiągnięciu temperatur krytycznych na wylocie wymiennika ciepła

W przypadku pieców z naturalnym obiegiem nie ma możliwości zapobiegania wrzeniu chłodziwa w przypadku nadmiernej ilości załadowanego paliwa. Jedyną opcją w obecności pompy jest zwiększenie objętości cieczy przepływającej przez wymiennik ciepła.

Co więcej, taki system awaryjny można zautomatyzować za pomocą termostatu i jednostki sterującej prędkością pompy.

Montaż i testowanie obiegu wodnego

Przy schemacie ogrzewania wykorzystującym obieg wymuszony, prędkości wody będą wyższe niż w modelu grawitacyjnym. Dzięki temu możliwe jest zastosowanie rury o mniejszej średnicy przy tych samych parametrach ogrzewania budynku. Zmniejsza to koszty podgrzewania wody pod względem kosztów rur, kształtek i armatury.

Ponadto elementy konturowe o mniejszej średnicy łatwiej ukryć we wnękach technologicznych lub dopasować do wnętrza lokalu.

W porównaniu z cyrkulacją naturalną, zwiększone ciśnienie hydrodynamiczne przepływu zostanie dodane do ciśnienia hydrostatycznego słupa cieczy. Dlatego, aby uniknąć powstania nieszczelności, a zwłaszcza przełomu w systemie, należy przestrzegać pewnych zasad.

W przypadku przejścia z obiegu grawitacyjnego na obieg wymuszony należy wyeliminować wszelkie, nawet drobne, nieszczelności w obwodzie. Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrośnie natężenie przepływu, co oprócz problemu w pomieszczeniu spowoduje zmniejszenie ilości chłodziwa i nadmierne jego zapowietrzenie (nasycenie powietrzem).

Przed rozpoczęciem sezonu grzewczego należy przeprowadzić próby hydrauliczne wytrzymałości obwodu przy maksymalnym zastosowanym lub nawet nieco wyższym ciśnieniu. Umożliwi to zidentyfikowanie problemów i wyeliminowanie ich przed nadejściem mrozów, gdy długie wyłączenie ogrzewania w celu naprawy jest niepożądane.

Nieszczelności grzejników mogą wystąpić w najbardziej nieoczekiwanych miejscach, a naprawa problemu zajmie dużo czasu, dlatego lepiej wcześniej sprawdzić integralność systemu

Ponieważ prędkość ruchu chłodziwa będzie większa niż 0,25 m/s, zgodnie z SNiP 41-01-2003 nie ma potrzeby utrzymywania stałego nachylenia rur w celu usunięcia powietrza z obwodu. Dlatego przy wymuszonym obiegu instalacja rur i grzejników jest nieco prostsza niż w przypadku obwodu grawitacyjnego.

Opcje ogrzewania z wymuszonym obiegiem

Zastosowanie wymuszonego obiegu pozwala na odejście od zasady projektowania okablowania z obowiązkowym uwzględnieniem różnicy ciśnień hydrostatycznych, niezbędnej do funkcjonowania w obwodzie grawitacyjnym.

Zwiększa to zmienność przy modelowaniu geometrii obiegu wody i daje możliwość zastosowania rozwiązań takich jak ogrzewanie kolektorowe czy wielkopowierzchniowe ogrzewanie podłogowe.

Zastosowanie okablowania górnego i dolnego

Każdy schemat ogrzewania można warunkowo sklasyfikować jako okablowanie górne lub dolne. W przypadku okablowania napowietrznego gorąca woda unosi się nad urządzeniami grzewczymi, a następnie spływając w dół, podgrzewa grzejniki. Z dnem - ciepła woda jest dostarczana od dołu. Każda opcja ma swoje pozytywne strony.

Górne okablowanie służy również do naturalnego obiegu. Dlatego obiegi grzewcze tego typu pozwalają na zastosowanie obu rodzajów cyrkulacji. To po pierwsze zapewnia możliwość wyboru, a po drugie zwiększa niezawodność systemu.

W przypadku przerwy w dostawie prądu lub awarii pompy, przepływ wody w obwodzie będzie kontynuowany, aczkolwiek z mniejszą prędkością.

Dobre ciśnienie pozwala wybierać między okablowaniem górnym i dolnym, biorąc pod uwagę wygodę rur dostarczających płyn chłodzący do grzejników (+)

W przypadku zastosowania okablowania dolnego całkowita długość rur jest mniejsza, co zmniejsza koszt wykonania systemu. Ponadto nie ma potrzeby układania pionów na piętrze, co jest dobre z punktu widzenia projektu pomieszczenia. Dolna rura doprowadzająca ciepłą wodę jest układana w piwnicy lub na poziomie podłogi pierwszego piętra.

Odmiany schematów połączeń jednorurowych

Schemat jednorurowy wykorzystuje tę samą rurę do dostarczania ciepłej wody do grzejników i odprowadzania zimnej wody do kotła grzewczego. Dzięki takiemu układowi długość stosowanych rur zmniejsza się prawie o połowę, a liczba złączek i zaworów odcinających jest zmniejszona.

Jednak grzejniki są podgrzewane sekwencyjnie, dlatego przy obliczaniu liczby sekcji należy wziąć pod uwagę stopniowy spadek temperatury dostarczanego chłodziwa.

Szeregowe połączenie grzejników za pomocą jednej rury do doprowadzania chłodziwa jest często stosowane w nowoczesnych domach, aby zminimalizować koszty materiałów i uprościć prace instalacyjne

Obwody jednorurowe można realizować w wersji poziomej i pionowej. Przy wymuszonym obiegu, jeśli stosowane są piony pionowe, ciepłą wodę można dostarczać nie tylko z góry, ale także z dołu.

Możliwość zastosowania tej lub innej opcji zależy nie tylko od wygody montażu rur, ale także od maksymalnej dopuszczalnej liczby grzejników na jednym pionie obwodu jednorurowego.

Istnieją dwa sposoby podłączenia grzejników:

• Połączenie szeregowe — płyn chłodzący przepływa przez wszystkie chłodnice.W takim przypadku wymagana jest minimalna liczba rur, ale jeśli konieczne będzie wyłączenie jednego z grzejników, konieczne będzie zatrzymanie całej gałęzi systemu.
• Połączenie obejścia — płyn chłodzący może przepływać omijając chłodnicę przez zainstalowane odgałęzienie. Stosując system kranowy można przekierować przepływ poza grzejnik, co umożliwi jego naprawę lub demontaż bez przerywania ogrzewania.

Do ogrzewania często stosuje się obwód jednorurowy, ale jeśli jest duża liczba grzejników, stosuje się inną opcję, aby je równomiernie ogrzać.

Schematy jednorurowe mają wiele opcji realizacji wymuszonego obiegu, więc wybór odpowiedniego rozwiązania dla konkretnej geometrii pomieszczenia jest dość łatwy (+)

Metody stosowania wersji dwururowej

Nazywa się schemat obwodu grzewczego wykorzystujący drugą rurę do odprowadzania schłodzonej wody do kotła system dwururowy. Zwiększa się powierzchnia rur, podobnie jak liczba przyłączy i urządzeń.

System ma jednak ważną zaletę - do każdego grzejnika dostarczany jest płyn chłodzący o tej samej temperaturze. To sprawia, że ​​opcja dwururowa jest bardzo atrakcyjna.

Do podgrzewania wody z wymuszonym obiegiem stosuje się zarówno okablowanie poziome, jak i pionowe. Ponadto w wersji pionowej istnieje możliwość zastosowania górnego i dolnego dopływu ciepłej wody.

Dwururowy obwód doprowadzający i odprowadzający wodę w połączeniu z ukośnym podłączeniem grzejnika zapewnia maksymalny transfer ciepła do pomieszczenia

Ponieważ temperatura wody dostarczanej do wszystkich grzejników jest taka sama, geometria obwodów zależy tylko od następujących czynników:

• oszczędność materiału — minimalizacja długości rur i liczby przyłączy;
• łatwość rysowania konturów ogrzewanie przez ściany i sufity;
• atrakcyjność estetyczna - możliwość wbudowania elementów grzewczych we wnętrze lokalu.

W zależności od ruchu ciepłej i lodowej wody obwody dwururowe dzielą się na dwa typy:

1. Powiązany. Ruch w obu rurach odbywa się w tym samym kierunku. Cykl chłodziwa ma tę samą długość dla wszystkich grzejników w tej części układu, więc ich szybkość nagrzewania jest taka sama.
2. Ślepy zaułek. W schemacie równoległym grzejniki umieszczone bliżej kotła nagrzewają się szybciej. Jednak w przypadku systemów z wymuszonym obiegiem nie ma to większego znaczenia ze względu na znaczną prędkość wody w obiegu.

Wybierając opcje powiązane i ślepe, kierują się warunkiem wygody instalacji rury powrotnej. W schematach pionowych przy dolnym okablowaniu uzyskuje się system ślepy, a przy górnym okablowaniu uzyskuje się system przechodzący.

Zastosowanie rozdzielacza ogrzewania

Innym popularnym sposobem organizacji ogrzewania jest obecnie tworząc obwód kolektora. W pewnym stopniu schemat ten można nazwać podtypem dwururowym, chociaż jest on również stosowany w organizacji jednorurowych obwodów grzewczych.

Jedynie dystrybucja gorącego płynu chłodzącego i odbiór schłodzonego płynu chłodzącego następuje nie z głównego pionu, ale ze specjalnych urządzeń węzła dystrybucyjnego - kolektorów. Taki system działa stabilnie tylko przy wymuszonym obiegu.

Okablowanie promieniowe w porównaniu do okablowania dwururowego wymaga kolektora, większej całkowitej długości rur, liczby złączek i zaworów odcinających

Jednostka rozdzielcza dla układu dwururowego to złożona kombinacja kolektorów zasilających i powrotnych, za pomocą których dopływ chłodziwa jest równoważony pod względem temperatury i ciśnienia.

Każda gałąź urządzenia zasila jeden element grzejny lub niewielką ich grupę.Odgałęzienia zwykle znajdują się pod podłogą, każde piętro wielopiętrowego budynku obsługiwane jest przez jeden, centralnie zainstalowany kolektor.

Pomimo oczywistych zalet tego typu układu grzewczego, system kolektorowy ma dwie istotne wady:

• najdłuższa długość rurociągudlatego ta opcja organizacji obiegu wody wymaga znacznych inwestycji finansowych;
• trudność w zmianie konturu — rury z tą opcją są zwykle umieszczane pod podłogą lub w ścianach, więc jeśli dodasz urządzenia grzewcze, bardzo trudno będzie dokonać jakichkolwiek regulacji.

Wszystkie kolektory są zwykle montowane w specjalnej szafce, ponieważ tam znajdują się zawory odcinające i wymagany jest dostęp. Umieszczenie kranów w jednym miejscu jest bardzo wygodne.

Jeśli zachodzi potrzeba włączenia lub wyłączenia grzejników lub zaistnieje sytuacja awaryjna, wystarczy mieć dostęp do szafki i nie ma konieczności odwiedzania wszystkich pomieszczeń.

Rozdzielacze dystrybucyjne mogą mieć prostą konstrukcję składającą się z dwóch grzebieni i minimalnej liczby zaworów odcinających.Złożone komponenty mogą również obejmować automatyczne termostaty, zawory elektroniczne, mieszacze, automatyczne wyloty powietrza, czujniki i jednostki sterujące, zawór spustowy wody i oddzielną pompę obiegową.

Systemy te mogą najdokładniej regulować temperaturę w domu, ale wymagają dobrego zrozumienia podstaw i niuansów ogrzewania wodnego.

Ogrzewanie za pomocą ogrzewania podłogowego

Rozważana jest jedna z najwygodniejszych metod ogrzewania organizacja podgrzewanych podłóg. Należy zauważyć, że instalacja tej opcji ogrzewania w salonach, prysznicach, kuchniach i innych pomieszczeniach jest dość skomplikowana.

Podłogi ogrzewane wodą na dużej powierzchni są możliwe tylko przy wymuszonym obiegu, ponieważ konieczne jest wytworzenie ciśnienia w długim systemie wąskich rur.

Aby pokonać opór wąskich rur z wieloma zakrętami, konieczne jest ciśnienie. Dodatkowo należy uzyskać ciśnienie umożliwiające usunięcie powietrza z rur ogrzewania podłogowego, które są ułożone poziomo.

Istnieje wiele kombinacji układania rur:

• do małych pomieszczeń stosować obwody z jednym wejściem dla ciepłej wody i wyjściem dla wody lodowej;
• do dużych pomieszczeń organizować bardziej złożone systemy ogrzewania podłogowego za pomocą rozdzielacza.

Często dla części obwodu z podgrzewaną podłogą instalowane są oddzielne pompy obiegowe.

Zastosowanie kolektora jest uzasadnione w przypadku dużych powierzchni ogrzewanych podłóg, gdy z obliczeń wynika, że ​​jedna rura może nie wytrzymać ogrzewania

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Szczegółowy opis dwururowego i dość złożonego schematu ogrzewania dwupiętrowego domu:

System zamknięty dla domu trzypiętrowego opartego na kotle gazowym:

Zastosowanie pomp do podgrzewania wody w pomieszczeniach znacznie upraszcza konstrukcję obwodu, umożliwiając opcje niedostępne dla modelu grawitacyjnego. Właściwy dobór sprzętu rozwiąże problem ogrzewania domu, dzięki czemu proces ten będzie wygodny i prosty.

Czy masz coś do dodania lub masz pytania dotyczące organizacji systemu grzewczego z wymuszonym obiegiem? Prosimy o pozostawienie komentarza pod postem i udział w dyskusji. Formularz kontaktowy znajduje się w dolnym bloku.