Когда и для чего нужно устанавливать в систему отопления циркуляционный насос

Когда и для чего нужно устанавливать в систему отопления циркуляционный насос

Довольно часто случается, что старая отопительная система, работающая на принципе естественной циркуляции теплоносителя — воды, перестает справляться с обогревом дома. Иногда, отопительная система изначально спроектирована неправильно и требует намного больше топлива (газ, уголь, дрова и т.д.). Возможно Вы этого и не замечали, но сравнив затраты топлива на обогрев похожего дома у соседа — понимаете, что «где то что-то у Вас неправильно». Можно ли увеличить КПД существующей отопительной системы без больших затрат. В большинстве случаев — да.

Одной из причин уменьшения КПД отопительной системы может быть постепенное изменение схемы отопления в результате ремонтных работ и переделок, а также обрастание внутренних стенок ржавчиной и накипью. В результате происходит уменьшение диаметров труб и повышение шероховатости внутренних стенок, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления отопительной системы и пропаданию циркуляции в ней полностью, или на некоторых участках. Система с естественной циркуляции должна иметь уклон по всей длине магистрали. Уклон этот может измениться уже через год-два после постройки дома в результате просадки фундамента.

Радикальное средство лечения такой отопительной системы – полная переделка. Но это не всегда возможно, более того, сопряжено со значительными затратами и последующим восстановительным ремонтом помещения.

Другой способ — ограничиться минимальным хирургическим вмешательством – врезкой циркуляционного насоса.

Современные циркуляционные насосы для небольших частных домов недороги, надежны, бесшумны и экономичны, поэтому установить насос в отопительную систему стоит и в профилактических целях, для оживления старой гравитационной отопительной системы с естественной циркуляцией и придания ей жизнеспособности и второй молодости.

Почти всегда, после установки насоса в систему отопления, Вы получите прирост КПД котла. Кроме того помещение нагревается в несколько раз быстрее и равномерно. Особенно ощутимо в межсезонье, когда котел включается не постоянно а по необходимости. Все помещения будут прогреваться быстро и равномерно. Все это экономит затраты топлива и довольно существенно.

Основные преимущества установки циркуляционного насоса в систему отопления

• увеличение КПД системы;
• быстрое прогревание воздуха во всех помещениях, увеличение отапливаемой площади;
• выравнивание температурных показателей в трубопроводе;
• исключение завоздушенности труб;
• уменьшенный расход топлива;
• возможность установки полотенцесушителей, термостатов;
• применение труб малого диаметра;
• небольшая стоимость оборудования и установки.

Циркуляционный насос – это возможность быстро повысить качество обогрева дома без демонтажа всей системы и больших финансовых трат.

Единственный минус такого решения, это зависимость работы насосного оборудования от электричества, но проблема, как правило, решается подключением ИБП для циркуляционного насоса.
Другой способ — установка насоса по байпасной схеме. Тогда при отсутствии электричества Вы можете переключиться на работу контура без насоса. Эта схема подробнее будет рассмотрена ниже.

Установка насоса в систему отопления частного дома оправдана как при создании новой, так и при модификации уже существующей системы отопления. Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, обеспечивают более быстрый и равномерный прогрев всех участков водяного контура, независимо от удаленности от водогрейного агрегата.

Куда установить циркуляционный насос?

Если у Вас твердотопливный котел, то, при врезке насоса в существующую систему, устанавливать его лучше всего на обратку, рядом с котлом, чтобы на него не оказывала отрицательное влияние слишком большая температура воды в подаче из котла, разожженного на полную мощность. Чтобы сохранить способность работы котла без циркуляционного насоса, устанавливать насос желательно по байпасной схеме – это обводной участок магистрали, предусматривающий возможность переключения отопительной системы на естественную циркуляцию, в обход насоса.

Байпасный узел можно изготовить самому, или приобрести готовый, они часто имеются в продаже на рынках, полукустарного изготовления. Не бойтесь, что он не подойдет к купленному Вами насосу. Достаточно измерить установочный размер разрыва байпасного узла, между шаровым краном и фильтром, предназначенный для установки насоса. Он должен составлять 180 миллиметров.

Стандартный размер циркуляционного насоса составляет ровно 180 миллиметров. Существуют и короткие версии, 130 миллиметров, предназначенные для установки в насосные блоки быстрого монтажа, но в обычной розничной сети такие насосы практически не встречаются.

Важно! При использовании байпасной схемы для установки насоса, отвод на расширительный бак и предохранительный клапан ОБЯЗАТЕЛЬНО врезайте до или после вентилей, отсекающих насосный или байпасный участок. Расширительный бак и предохранительный клапан не должны оказаться отсечены от отопительной системы при любой схеме работы, насосной или естественной!

Что необходимо сделать перед установкой насоса в систему отопления?

Итак, как Вы помните, у вас старая отопительная система, полная шлама и ржавчины, который необходимо по возможности удалить. В большинстве случаев доступна только элементарная промывка. Просто слить воду из системы недостаточно, так как ее слив осуществляется через сливной кран небольшого диаметра. При этом вода по системе двигается очень медленно, потому что основные диаметры трубопроводов гораздо больше диаметра сливного крана и весь шлам и ржавчина спокойно оседают в трубе.

Больше всего склонны к засорению стальные трубы. Это обусловлено их шероховатой поверхностью, которая с годами становится только всё более неидеальной. Полипропиленовые, пластиковые, оцинкованные трубы более гладкие и менее восприимчивы к оседанию на них ржавчины – её просто смывает потоком теплоносителя.

Поэтому, когда вы вскрыли обратный трубопровод, вырезав участок под установку насоса, промойте систему, подключив ее к водопроводу через шланги. Постарайтесь обеспечить максимальный проток через отопительную систему, с максимально возможным напором. Хорошего скоростного потока в трубах большого диаметра Вам все равно создать не удастся, так что потратьте на промывку чуть большее время, чем хотелось бы, пусть вытечет максимально возможное количество шлама и ржавчины.

Как выбрать циркуляционный насос для установки в отопительную систему с естественной циркуляцией?

Важный момент, которому необходимо уделить некоторое внимание. При конструировании новых систем насосы подбирают, отталкиваясь от общей тепловой мощности отопительной системы, определяют необходимый для такой мощности общий проток (расход) теплоносителя через систему и к нему приравнивают необходимую производительность циркуляционного насоса.

Далее рассчитывают общее гидравлическое сопротивление отопительной системы и вычисляют необходимый напор циркуляционного насоса. Полные расчеты сложны и для небольшого частного дома не нужны. Для небольших домов (да и для больших тоже) существует упрощенные и доступные даже для полностью неподготовленных людей методики расчета. В интернете довольно много методик — выбирайте какая вам больше нравится и рассчитайте параметры для выбора насоса.
Тепловую мощность уже существующей отопительной системы определить еще проще – посмотрите ее на шильдике отопительного котла.

Для зданий, относительно небольшой площади, существует методика расчета насоса без формул. Самостоятельно подобрать мощность циркуляционного насоса можно следующим образом:

• По производительности котла. Расчет циркуляционного насоса для системы отопления частного дома выполняют, принимая во внимание, что 1 кВт мощности водогрейного оборудования соответствует коэффициенту пропускной способности равной 1 л/мин. Соответственно, для котла на 25 кВт, потребуется установить насос с показателем от 1500 л/час.
• Расчет напора циркуляционного насоса системы отопления. В технической документации указывается параметр напора в метрах водяного столба. По данному параметру можно определить длину водяного контура и подсчитать необходимое количество насосов в системе.
  Считается, что для 10 п.м. трубопровода, необходимо 0,6 м напора водяного столба. Оптимальный выбор насоса для 1 этажного дома — это стандартные модели с 6 м. в. ст. Станции подойдут для помещений с трубопроводом до 100 п.м.
  Если напора недостаточно, устанавливают второй насос или подбирают более мощную модель. Этот же принцип расчетов используют при выборе насоса для 2-х этажного дома.

Основные паспортные показатели циркуляционного насоса — производительность, напор и расход. В первую очередь, должен интересовать расход, он определяется по формуле:

Q= N/(t2-t1)

N – мощность теплогенераторной установки. Если нет шильдика, очень и очень приближённо можно взять за основу усреднённые данные потребности в тепловой энергии на отопление — 0,1 кВт/м2, помноженное на отапливаемую площадь в м2.
t1 – температура теплоносителя на входе (обратка), в среднем 65 ºС
t2 – расчётная температура теплоносителя на выходе (подача), для обычных систем в среднем 90 ºС.

Напор насоса приближённо определяют, исходя из показателя 100 Вт мощности на квадратный метр площади.

Осталось учесть еще один важный момент – особенность установки насоса в систему с естественной циркуляцией.

Для системы с принудительной, насосной циркуляцией у Вашей старой системы очень толстые трубы. При конструировании новых отопительных систем, диаметр труб выбирают таким, чтобы скорость потока в них была в диапазоне от 0,4 до 1,5 метров в секунду. При меньшей скорости из системы не будет удаляться воздух и воздушные пузыри так и останутся висеть в трубах, при большей скорости потока возможно гудение труб и ускоренный износ элементов отопительной системы. Большая скорость с гудением в трубах Вам не грозит, а вот очень маленькая, с плохо удаляющимся из системы воздухом вполне вероятна.

Но не все так плохо. У Вас ведь система с хоть и плохой, но естественной циркуляцией и система промыта! Поэтому подбирать насос исходя из диаметра труб нет никакой необходимости, просто возьмите модель насоса на одну ступеньку выше в номенклатуре.

Как залить теплоноситель?

Функционал для заливки теплоносителя должен быть предусмотрен еще на стадии проектирования отопительной системы с учетом ее особенностей.

Обычно теплоноситель заливают так же, как и производят его долив во время эксплуатации. Чем проще и удобнее доливать воду в систему, тем проще ее эксплуатация.

Самый удобный способ пополнять объем теплоносителя автоматически, с помощью узла автоматической подпитки. В этом случае достаточно открыть кран подачи воды и подождать, когда система наполнится, а уровень давления в ней достигнет заданного значения.

В этом случае сброс воздуха производится также автоматически, ведь автоматическая подпитка комплектуется автоматическими клапанами сброса воздуха.

Недостатком системы автоматической подпитки является ее энергозависимость: если постоянного доступа к электрической энергии нет, или автоматика не используется по иной причине, придется воду заливать вручную, используя в качестве вспомогательного оборудования, насос.

Залив теплоносителя в открытую систему отопления с открытым расширительным баком не требует специальных знаний и умений.

Обычно для наполнения системы в ее нижней части устанавливают специальный кран со штуцером. На него надевают шланг, по которому подают теплоноситель. Если это вода, шланг подключают напрямую к водопроводу, давление в котором достаточно для заполнения системы отопления.

Если доступа к водопроводной сети нет, или в качестве теплоносителя используется антифриз, закачка теплоносителя в отопительную систему производится с помощью насоса. Например, можно использовать погружной насос типа Малыш.

Заполнение системы отопления теплоносителем

Подача воды производится до полного заполнения расширительного бака. Затем нужно сбросить воздух из радиаторов и убедиться, что в них нет воздушных пробок. Для этого открывают краны Маевского и сбрасывают воздух полностью. Затем в освободившийся объем доливают теплоноситель.

Заполнить открытую систему отопления можно другим способом, прямо через расширительный бак. В него просто заливают теплоноситель до полного заполнения системы и бака. Затем так же сбрасывают воздух и доливают воду.

Система открытого типа

Система открытого типа — которая контактирует с воздухом, с расширительным бачком. Он нужен в любом случае. Нужен какой-то объем на тот случай, когда температура воды во всей системе повышается и она расширяется. Избыток давления нужно куда-то сбрасывать.

Мы можем сделать систему открытой, на верхней точке поставить какую-то емкость. Уровень воды в этой емкости, в зависимости от ее температуры, будет изменяться. Существенный минус открытой системы это то, что вода контактирует с воздухом и вероятность коррозии во всей системе возрастает.

Котловое оборудование в доме

Открывая тему как сделать систему отопления своими руками, стоит также рассмотреть варианты отопления дома котловыми системами. Но так как обогрев дома бывает разным и обустройство каждого предполагает свои методики и заключается в разных аспектах, иметь в виду отопление печного типа тоже стоит.

Такой тип хорошо подойдет для одноэтажного домика. Но метод печей распространен уже не так сильно, как раньше. Эта методика предполагает наличие больших запасов топлива, а если дом имеет несколько комнат, то нагревание будет происходить не равномерно.

Газовые котлы

Возвращаясь к котлам нужно различать несколько видов. На первом месте тут стоят газовые котлы, пользующиеся огромным спросом и отличающиеся невероятным удобством и своей простотой. Технология монтажа этих котов самая элементарная. Но, так как речь идет о собственном доме, а некоторые поселки, села или деревни не всегда имеют газовую оснащенность, применение газового котла на этом может ограничиваться.

Дизельные котлы

Далее по популярности идут дизельные котлы. Они работают на топливе жидкого типа и настраиваются с помощью специальной системы, которой возможно управлять так, как это необходимо хозяину дома. Плюсами таких котлов является гигиеничность и простота в использовании. Так же жидкое топливо не занимает много места при хранении. Дизельный котел работает автономно и позволяет обогревать помещения неделями. Единственный недостаток – это запах при сгорании продукта.

Электрические котлы

Котлы электрического типа будут удобными для любителей чистоты и компактности. Они удобны и достаточно просты. Такие котлы пользуются спросом среди владельцев домов, но отличаются дороговизной. Так же, как и дизельные котлы, имеют автономную функцию. Самым высоким КПД обладают котлы твердотопливного типа.

Комбинированный котлы

При неуверенности в каком-то одном виде топлива есть возможности установить комбинированный котел. Этот метод гарантирует беспрерывную работу котла. Однако не стоит забывать, что выбор в первую очередь зависит от энергоносителя и труб. Котлы в этом плане достаточно удобны в использовании, транспортировки и экономии. Помимо этого благодаря котловому оборудованию тепло в помещениях любого размера сохраниться дольше, а система отопления в двухэтажном доме своими руками удобнее.

Отапливая жилой дом, может пригодиться закрытая система отопления своими руками. К такой системе можно отнести котлы. Но при этом порядок работ будет такой: установка, разводка труб, навешивание отопительных регистров. Эта последовательность необходима для того, чтобы не совершать ошибок. Система имеет минимальные затраты и благодаря равномерной циркуляции насоса помещение будет прогреваться быстрее.

Монтаж пошагово

Установка циркуляционного насоса в систему отопления начинается с откачки теплоносителя. Далее монтаж производится так:

• В обратную трубу врезают кран.
• Выполняют собственно такую операцию, как сборка узла циркуляционного насоса. В систему отопления он должен встраиваться строго горизонтально (расположение вала). Также при монтаже следует проследить за тем, чтобы клемная коробка располагалась сверху. Для установки берут шаровый кран и наматывают на его резьбу паклю, промазывают ее краской и навинчивают фильтр.
• Накручиваются последовательно ниппель и разъемное соединение, идущее в комплекте с насосом.
• На второй кран через паклю накручивается соединение.
• Далее на насос устанавливаются вторые части соединений.
• После того как насосный узел будет собран, можно приступать к его монтажу в магистраль. Для этого в краны, располагающиеся по обеим его сторонам, вставляются отрезки трубы.
• Вся конструкция приставляется к магистрали таким образом, чтобы врезанный в нее кран оказался посередине. Далее на трубе делаются отметки, по которым вырезаются отверстия. В них и нужно вварить отводы.
• На заключительном этапе система заполняется водой и проводится ее опрессовка.

Схема установки циркуляционного насоса в систему отопления представлена на рисунке ниже.

Сложности монтажа дополнительного насоса в систему отопления

Выяснив можно ли ставить дополнительный насос на отопление, необходимо правильно выбрать его месторасположение. Сложность заключается не в расчете оптимальной мощности, что тоже важно, а в согласованности работы устройства с основным насосом.

Существует несколько вариантов, при которых потребуется монтаж дополнительных элементов. Особое место среди них занимает установка дополнительного отопления дома. На практике оно может быть реализовано двумя способами:

• Проведение отдельной магистрали с радиаторами и всей необходимой обвязкой. Для этого понадобится дополнительный котел;
• Модернизация существующей системы – обустройство нового контура отопления, подключенного к основному. Тогда обязательно потребуется установка дополнительного радиатора отопления или нескольких.

Второй вариант наиболее практичен, так как не потребуется докупать дорастающее оборудование и комплектующие. Но тогда возникает дополнительная проблема – асинхронность работы крыльчаток насосов. Даже при одинаковом количестве оборотов это приведет к неравномерному движению воды в трубах, что является первой причиной гидравлических ударов.

При проектировании дополнительного контура нужно постараться избежать поворотных углов в нем. Это снизит гидравлическое сопротивление в системе.

Установка гидрострелки

Выход из этой ситуации – принципиально новая схема установки дополнительного насоса в систему отопления. Ее новаторство заключается в монтаже гидрострелки.

Это устройство компенсирует перепады давления на определенном участке системы, тем самым нормализируя работу отопления.

Это устройство нормализует давление в основной и обратной трубах. В дополнительном отоплении квартиры ее монтаж не обязателен, так как увеличение контура может быть незначительным. Но если объем воды в системе возрастает более чем на 20% — следует предусмотреть средства нормализации циркуляции и давления. Для установки дополнительного циркуляционного насоса в системе отопления вместе с гидравлическим компенсатором следует руководствоваться такими правилами:

• Месторасположение – максимально близко ко входу обратной трубы в котел;
• Установка запорной арматуры для каждого контура насосов;
• Монтаж сетчатых фильтров.

При невозможности правильной установки гидрострелки – можно сделать ее простейший аналог. Для этого после места подключения дополнительного насоса в систему отопления делается проходная перемычка. Ее оптимальная длина должна составлять 300-400 мм. Это циркуляционное кольцо сможет частично уравновесить возможные гидравлические удары.

Гидравлический компенсатор должен быть предварительно рассчитан для определенной системы отопления. Это касается его основного «тела» и подводящих патрубков.

Двойные циркуляционные насос

Можно ли установить дополнительный насос на отопление, если изменение конфигурации труб физически невозможно? Есть более дорогостоящий, но эффективный способ улучшения циркуляции – монтаж сдвоенных насосов.

Это лучший вариант при наличии газового котла со встроенной циркуляционной системой. Общая мощность новых насосов должна компенсировать принудительную остановку основного. Так можно избежать появления сбоев в отопительной системе.

Преимущества такой модификации заключаются в следующем:

• Не нужно изменять стандартную схему установки дополнительного насоса в систему отопления;
• Общий патрубок для подключения гарантирует отсутствие неравномерного движения воды в трубах;
• Возможность подключения к блоку управления отоплением – программатору.

Можно сделать самодельный модуль, состоящий из 2-х спаренных насосов. Важно, чтобы они имели одинаковые параметры и устанавливались на единый патрубок подключения к системе.

Правила монтажа контура без насоса

Теперь поговорим, как сделать циркуляцию воды без насоса. Любая разновидность гравитационной схемы имеет общий минус, который заключается в отсутствии давления в сети. Именно поэтому работоспособность системы снижается из-за повышенного количества поворотов трубопроводов, неправильного уклона и других погрешностей во время монтажа.

Для правильной организации контуров без насоса придерживайтесь следующих требований:

1. Соблюдайте минимально необходимый уклон обратного трубопровода в сторону нагревательного оборудования.
2. Для устройства разводки выбирайте трубы подходящего диаметра и типа.
3. Учитывайте используемый тип теплоносителя и особенности его подачи.

Важно! Чтобы обеспечить уклон обратного трубопровода в сторону котла, нагревательное оборудование устанавливают в подвале или цокольном этаже либо делают пониженный уровень пола в котельной на первом этаже.

Подбор трубопроводов и их уклона

Чтобы обустроить водяное отопление в частном доме без насоса, нужно правильно подобрать диаметр трубопровода и рассчитать его уклон.

Для организации самотечной сети можно использовать следующие виды труб:

• Стальные трубопроводы стоят недорого, достаточно прочные, выдерживают высокое давление. Главный недостаток в низкой коррозионной стойкости, особенно в завоздушенных сетях.
• Металлопластиковые конструкции благодаря гладкой внутренней поверхности не так быстро засоряются. Они мало весят, не подвержены коррозии и имеют небольшое линейное расширение.
• Полипропиленовые трубопроводы обладают высокой герметичностью, прочностью. Они просто монтируются, служат долго и устойчивы к замерзанию. Для монтажа трубопровода понадобится специальное паяльное оборудование.
• Медные трубы стоят очень дорого, поэтому применяются редко. Это самые долговечные и красивые трубопроводы с хорошей теплоотдачей.

Важно! Минимальный уклон обратной магистрали при естественном токе теплоносителя составляет 0,5% на погонный метр. При неправильном уклоне сети быстро завоздушиваются, дальние радиаторы плохо прогреваются.

Выбор диаметра трубопровода производится на основе теплотехнического расчета. При превышении сечения магистрали увеличиваются расходы на отопление, а теплоотдача снижается. Диаметр стального трубопровода не должен быть меньше 50 мм.

Выбор теплоносителя

Естественная циркуляция в системе отопления частного дома может быть организована с использованием жидкого теплоносителя – воды или антифриза. Чаще используют воду, потому что меньшая теплоотдача и большая плотность антифриза повышают расходы топлива и времени на обогрев дома.

Антифриз стоит выбрать в том случае, если дом в холодный сезон будут надолго покидать либо посещать его с определенной периодичностью, а постоянно сливать воду из системы не хочется. В пользу антифриза говорит его лучшая текучесть, облегчающая циркуляцию теплоносителя, а также устойчивость к замерзанию.

Выбор нижнего или верхнего подключения подачи

Отопление самотеком можно организовать с нижним и верхним подключением подачи теплоносителя к отопительным приборам.

Особенности каждой подачи следующие:

1. При нижней подаче теплоносителя трубопроводы прокладываются на уровне пола, поэтому не портят интерьер помещения. Однако однотрубные системы с нижней разводкой отличаются низкой тепловой эффективностью, поэтому такое подключение используют при высоком давлении в сети.
2. Верхняя подача теплоносителя более всего подходит для устройства в частном доме с естественной циркуляцией. Трубопроводы прокладываются под потолком. Поскольку жидкость в радиаторы подается сверху, через краны Маевского легко стравливается воздух. Однотрубная разводка с верхней подачей более эффективная, чем с нижним подключением.

Ошибки при подборе способа подачи могут привести к низкой эффективности системы. Решить проблему получится только установкой циркуляционного насоса для создания лучшего тока теплового носителя.