Systém ohrevu vody s núteným obehom: schémy, možnosti realizácie, technické detaily

Mnoho moderných riešení na ohrev vody v domoch vyžaduje použitie čerpacej skupiny.Návrh a inštalácia vykurovacieho systému s núteným obehom sa musí vykonať s prihliadnutím na technické problémy, ktoré vznikajú v dôsledku rýchleho pohybu chladiacej kvapaliny.

Vysoký tlak vo vykurovacom okruhu umožňuje realizáciu mnohých schém zapojenia. Súhlasíte, je to dôležitá výhoda vykurovacieho systému s núteným obehom. Usporiadanie takejto schémy si však vyžaduje kompetentný dizajn.

Povieme vám, podľa akých charakteristík sú vybrané hlavné prevádzkové komponenty systému, a tiež podrobne popíšeme možné možnosti zapojenia hlavného vedenia a spôsoby organizácie vykurovacieho okruhu.

Technické vlastnosti hlavných komponentov systému

Nútená schéma sa od prirodzenej líši pridaním jedného alebo viacerých obehových čerpadiel. V dôsledku zvýšenia tlaku a rýchlosti pohybu chladiacej kvapaliny sa menia pravidlá pre tvorbu uzlov a umiestnenie prvkov okruhu.

Túto skutočnosť je potrebné vziať do úvahy, aby sa zabezpečilo kvalitné vykurovanie s núteným obehom.

Všeobecné požiadavky na skupinu čerpadiel

Obehové čerpadlá sa vyberajú na základe požiadaviek na objem destilovanej vody (kubický meter za hodinu) a tlak (meter). Výpočet oboch parametrov závisí od kubickej kapacity vykurovaného krytu a spôsobu vykurovania, ako aj od dĺžky vodného okruhu a od priemeru jeho potrubí.

Čerpadlo by malo byť zvolené tak, aby jeho parametre nezodpovedali požiadavkám systému.To vám umožní v prípade potreby pridať prvky do okruhu bez výmeny čerpadla.

V zásade sú čerpadlá určené pre napätie 220 voltov, ale existujú aj tie s podporou 12 voltov. V prípade prepätia napätia je potrebné nainštalovať stabilizátor, aby sa zabránilo poruche zariadenia.

V prípade častých výpadkov elektriny sa musíte postarať o dostupnosť neprerušiteľný zdroj napájania. Nie je potrebné brať výkonný UPS - zariadenia so spotrebou viac ako 150 wattov za hodinu sa zriedka používajú na vykurovanie súkromných domov.

Bežne možno obehové čerpadlá rozdeliť na dva typy podľa polohy motora. Zariadenia so suchým rotorom majú vyššiu účinnosť, ale majú zvýšenú hladinu hluku a zníženú životnosť ako zariadenia s mokrým rotorom.

Ak zapojenie systému poskytuje príležitosť na prirodzený pohyb chladiacej kvapaliny pozdĺž okruhu, potom musí byť čerpadlo inštalované cez obtok. V tomto prípade, ak sa pokazí alebo dôjde k výpadku prúdu, je možné prepnúť kúrenie do režimu gravitačnej cirkulácie.

Voda sa môže pohybovať aj cez nefungujúce čerpadlo, ale vytvára silný odpor voči jeho pohybu.

Voľba v prospech modelu čerpadla vo vzťahu ku konkrétnemu vykurovaciemu systému sa uskutočňuje určením prevádzkového bodu a jeho súladu s požadovanými hodnotami prietoku chladiacej kvapaliny (+)

Problém zastavenia čerpadla je naliehavý najmä pri kúrení kachlami alebo krbom. V tomto prípade bude rúra naďalej ohrievať výmenník tepla a voda v nej môže vrieť a celý systém môže dlho zlyhať.

Je lepšie to urobiť inštalácia čerpadla na vratnom potrubí, pretože nižšia teplota vody predĺži jej životnosť.Ak nie je možné namontovať čerpadlo na iné miesto ako na potrubie vystupujúce z kotla, treba použiť čerpadlo s keramickým tesnením.

Vydržia síce teploty do 110°C, no ak systém vrie, môžu mať problémy s fungovaním.

Inštaláciou čerpadla do okruhu cez obtok môžete dosiahnuť nielen normálne prevádzkové podmienky založené na princípe prirodzenej cirkulácie, ale aj možnosť odstrániť čerpadlo bez vypustenia vody.

Užitočné informácie o výbere obehových čerpadiel pre vykurovací systém sú uvedené v článkoch:

1. Výber obehového čerpadla: zariadenie, typy a pravidlá pre výber tepelného čerpadla
2. Obehové čerpadlo na vykurovanie: desať najlepších modelov a tipy pre kupujúcich

Jemnosť výberu kotlov a pecí

Použitie elektrických a plynových kotlov a pecí s dlhým spaľovaním ako generátorov tepla je atraktívne z hľadiska jednoduchosti riadenia toku tepla cez výmenník tepla.

Aplikácia kachle na tuhé palivo, najmä podomácky vyrobené návrhy, sú plné nedostatočnej alebo nadmernej tvorby tepla. Ich použitie je však často opodstatnené z hľadiska lacnosti a dostupnosti paliva.

Existuje veľa modelov elektrických a plynové kotly s integrovanou pumpou. Na jednej strane je zabudovaný obehový systém prispôsobený výkonu kotla a umožňuje vyhnúť sa nákupu a inštalácii samostatného čerpadla. Na druhej strane, ak sa vstavané čerpadlo pokazí, nebude tak jednoduché ho opraviť alebo vymeniť ako samostatné.

Elektrokotol s integrovaným čerpadlom je hotové a kompaktné riešenie pre zaradenie do okruhu s núteným obehom

Požiadavky na kotol pri použití núteného obehu sú rovnaké ako pri použití prirodzeného obehu:

• Výpočet výkonu kotla - indikátor musí uspokojovať potreby vykurovania domu v najnáročnejších podmienkach pre určitú oblasť. Je vhodné mať malú rezervu výkonu (10-20%) kvôli možným okolnostiam vyššej moci, ktoré môžu nastať vo vykurovacom systéme.
• Varovanie pred varom chladiacej kvapaliny vo výmenníku tepla. Túto požiadavku je jednoduchšie splniť pri použití kombinácie „pec-čerpadlo“ ako pri použití gravitačného modelu pohybu tekutiny.

Aby sa zabránilo varu vody vo výmenníku kotla, stačí nastaviť výkon v závislosti od teploty výstupnej kvapaliny. Táto metóda funguje pre akýkoľvek typ obehu.

Riadiaca jednotka pre prevádzkový režim kotla na tuhé palivo obsahuje funkciu spustenia čerpadla pri dosiahnutí kritických teplôt na výstupe z výmenníka

Pri kachliach s prirodzenou cirkuláciou neexistuje spôsob, ako zabrániť varu chladiacej kvapaliny v prípade nadmerného množstva naloženého paliva. Jedinou možnosťou v prítomnosti čerpadla je zvýšiť objem kvapaliny poháňanej cez výmenník tepla.

Okrem toho môže byť takýto núdzový systém automatický pomocou termostatu a jednotky riadenia rýchlosti čerpadla.

Inštalácia a testovanie vodného okruhu

Pri vykurovacej schéme s núteným obehom budú vyššie rýchlosti vody ako v gravitačnom modeli. Preto je možné použiť menší priemer potrubia pri rovnakých parametroch vykurovania budovy. Tým sa znižujú náklady na ohrev vody z hľadiska nákladov na potrubia, tvarovky a tvarovky.

Okrem toho sa obrysové prvky s menším priemerom ľahšie skryjú v technologických výklenkoch alebo zapadnú do interiéru priestorov.

V porovnaní s prirodzenou cirkuláciou sa k hydrostatickému tlaku v stĺpci kvapaliny pripočíta zvýšený hydrodynamický tlak prúdenia. Preto, aby sa predišlo vzniku netesností alebo najmä prerazeniu systému, je potrebné dodržiavať určité pravidlá.

V prípade prechodu z gravitačného obehu na nútený je potrebné odstrániť všetky, aj menšie netesnosti v okruhu. So zvyšovaním tlaku sa bude zvyšovať prietok, čo okrem problému v miestnosti spôsobí aj pokles množstva chladiacej kvapaliny a jej nadmerné prevzdušňovanie (nasýtenie vzduchom).

Pred začiatkom vykurovacej sezóny je potrebné vykonať hydraulické skúšky pevnosti okruhu s maximálne používaným alebo aj mierne vyšším tlakom. To vám umožní identifikovať problémy a odstrániť ich pred nástupom chladného počasia, keď je dlhé odstavenie vykurovania na opravu nežiaduce.

Úniky vykurovacieho radiátora sa môžu vyskytnúť na najneočakávanejších miestach a odstránenie problému bude trvať veľa času, preto je lepšie vopred skontrolovať integritu systému

Pretože rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny bude väčšia ako 0,25 m/s, podľa SNiP 41-01-2003 nie je potrebné udržiavať konštantný sklon potrubí na odstránenie vzduchu z okruhu. Preto pri nútenom obehu je inštalácia potrubí a radiátorov o niečo jednoduchšia ako pri gravitačnom okruhu.

Možnosti vykurovania s núteným obehom

Použitie núteného obehu nám umožňuje opustiť princíp navrhovania elektroinštalácie s povinným zohľadnením rozdielu hydrostatického tlaku, ktorý je nevyhnutný pre fungovanie v gravitačnom okruhu.

To pridáva variabilitu pri modelovaní geometrie vodného okruhu a poskytuje možnosť využiť riešenia ako kolektorové vykurovanie alebo veľkoplošné podlahové vykurovanie.

Aplikácia horného a spodného vedenia

Akákoľvek schéma vykurovania môže byť podmienene klasifikovaná ako horná alebo dolná elektroinštalácia. Pri hornom vedení horúca voda stúpa nad vykurovacie zariadenia a potom tečie dole a ohrieva radiátory. So spodnou - horúca voda je dodávaná zospodu. Každá možnosť má svoje pozitívne stránky.

Horné vedenie sa používa aj na prirodzenú cirkuláciu. Preto vykurovacie okruhy tohto typu umožňujú použitie oboch typov obehu. To po prvé poskytuje možnosť výberu a po druhé zvyšuje spoľahlivosť systému.

V prípade výpadku prúdu alebo poruchy čerpadla bude pohyb vody po okruhu pokračovať, aj keď nižšou rýchlosťou.

Dobrý tlak vám umožňuje vybrať si medzi horným a spodným vedením, berúc do úvahy pohodlie potrubí privádzajúcich chladiacu kvapalinu do radiátorov (+)

Pri použití spodných rozvodov je celková dĺžka potrubí kratšia, čo znižuje náklady na vytvorenie systému. Navyše nie je potrebné položiť stúpačky na hornom poschodí, čo je dobré z hľadiska dizajnu miestnosti. Spodné potrubie prívodu teplej vody je položené buď v suteréne alebo na úrovni podlahy prvého poschodia.

Odrody jednorúrkových schém zapojenia

Jednorúrková schéma používa rovnaké potrubie na dodávanie teplej vody do radiátorov a vypúšťanie studenej vody do vykurovacieho kotla. Pri tomto usporiadaní je dĺžka použitých potrubí takmer polovičná a počet armatúr a uzatváracích ventilov je znížený.

Radiátory sa však ohrievajú postupne, preto je pri výpočte počtu sekcií potrebné brať do úvahy postupné znižovanie teploty privádzanej chladiacej kvapaliny.

Sériové pripojenie radiátorov pomocou jedného potrubia na prívod chladiacej kvapaliny sa často používa v moderných domácnostiach, aby sa minimalizovali náklady na materiál a zjednodušili sa inštalačné práce

Jednorúrkové okruhy je možné realizovať v horizontálnom aj vertikálnom prevedení. Pri nútenom obehu, ak sa používajú vertikálne stúpačky, môže byť horúca voda dodávaná nielen zhora, ale aj zdola.

Uskutočniteľnosť použitia jednej alebo druhej možnosti závisí nielen od pohodlia inštalácie potrubia, ale aj od maximálneho prípustného počtu radiátorov na jednej stúpačke jednorúrkového okruhu.

Existujú dva spôsoby pripojenia vykurovacích radiátorov:

• Sériové pripojenie — chladiaca kvapalina preteká cez všetky radiátory.V tomto prípade je potrebný minimálny počet potrubí, ale ak je potrebné vypnúť jeden z radiátorov, bude musieť byť zastavená celá vetva systému.
• Obtokové pripojenie — chladiaca kvapalina môže prúdiť obtokom chladiča cez inštalovanú odbočku. Pomocou vodovodného systému môžete presmerovať tok za radiátor, čo umožní jeho opravu alebo demontáž bez zastavenia vykurovania.

Na vykurovanie sa často používa jednorúrkový okruh, ale ak existuje veľké množstvo radiátorov, používa sa iná možnosť na ich rovnomerné vykurovanie.

Jednorúrkové schémy majú veľa možností implementácie pre nútený obeh, takže výber vhodného riešenia pre konkrétnu geometriu miestnosti je pomerne jednoduchý (+)

Spôsoby použitia dvojrúrkovej verzie

Nazýva sa schéma vykurovacieho okruhu pomocou druhého potrubia na odvádzanie ochladenej vody do kotla dvojrúrkový systém. Rozmer potrubia sa zvyšuje, rovnako ako počet pripojení a zariadení.

Systém má však dôležitú výhodu - do každého radiátora sa dodáva chladiaca kvapalina rovnakej teploty. Vďaka tomu je dvojrúrková možnosť veľmi atraktívna.

Pre ohrev vody s núteným obehom sa používajú horizontálne aj vertikálne rozvody. Navyše pri vertikálnej verzii je možné použiť horný a dolný prívod teplej vody.

Dvojrúrkový okruh prívodu a odvodu vody v kombinácii s diagonálnym pripojením radiátora zaisťuje maximálny prenos tepla do miestnosti

Pretože teplota vody dodávanej do všetkých radiátorov je rovnaká, geometria okruhov závisí iba od nasledujúcich faktorov:

• úspora materiálu — minimalizácia dĺžky potrubí a počtu pripojení;
• jednoduchosť obrysového kreslenia vykurovanie cez steny a stropy;
• estetická príťažlivosť - schopnosť osadiť vykurovacie telesá do interiéru priestorov.

V závislosti od pohybu horúcej a chladenej vody sú dvojrúrkové okruhy rozdelené do dvoch typov:

1. Súvisiace. Pohyb v oboch potrubiach prebieha rovnakým smerom. Cyklus chladiacej kvapaliny má rovnakú dĺžku pre všetky radiátory v tejto časti systému, takže ich rýchlosť ohrevu je rovnaká.
2. Slepá ulica. V paralelnej schéme sa radiátory umiestnené bližšie ku kotlu zahrievajú rýchlejšie. Pre systémy s núteným obehom to však nie je veľmi dôležité vzhľadom na značnú rýchlosť vody v okruhu.

Pri výbere medzi súvisiacimi a slepými možnosťami sa riadia podmienkou pohodlia inštalácie spätného potrubia. Vo vertikálnych schémach sa so spodným vedením získa slepý systém a s horným vedením sa získa priechodný systém.

Použitie rozdeľovača vykurovania

Ďalším populárnym spôsobom, ako teraz organizovať vykurovanie, je vytvorenie kolektorového okruhu. Do určitej miery možno túto schému nazvať podtypom dvojrúrkových, hoci sa používa aj pri organizácii jednorúrkových vykurovacích okruhov.

Iba distribúcia horúcej chladiacej kvapaliny a zber chladenej chladiacej kvapaliny sa nevyskytuje z hlavnej stúpačky, ale zo špeciálnych zariadení distribučného uzla - kolektorov. Takýto systém funguje stabilne iba s použitím núteného obehu.

Radiálne vedenie vyžaduje v porovnaní s dvojrúrkovým rozvodom rozdeľovač, väčšiu celkovú dĺžku rúrok, počet armatúr a uzatváracích ventilov

Distribučná jednotka pre dvojrúrkový systém je komplexná kombinácia prívodných a vratných potrubí, pomocou ktorých je prívod chladiacej kvapaliny vyvážený v teplote a tlaku.

Každá vetva zariadenia napája jeden vykurovací článok alebo ich malú skupinu.Vetvy sú zvyčajne umiestnené pod podlahou, každé poschodie viacposchodovej budovy je obsluhované jedným centrálne inštalovaným kolektorom.

Napriek zjavným výhodám tohto typu vykurovacieho zariadenia má kolektorový systém dve významné nevýhody:

• najdlhšia dĺžka potrubia, preto si táto možnosť organizácie vodného okruhu vyžaduje značné finančné investície;
• ťažkosti pri zmene obrysu — rúry s touto možnosťou sú zvyčajne umiestnené pod podlahou alebo v stenách, takže ak pridáte vykurovacie zariadenia, bude veľmi ťažké vykonať akékoľvek úpravy.

Všetky kolektory sú zvyčajne namontované v špeciálnej skrini, pretože tam sú umiestnené uzatváracie ventily a je potrebný prístup. Umiestnenie kohútikov na jedno miesto je veľmi pohodlné.

Ak je potrebné zapnúť alebo vypnúť radiátory alebo nastane núdzová situácia, stačí mať prístup do skrine a nie je potrebné navštíviť všetky miestnosti.

Rozdeľovacie potrubia môžu mať jednoduchú konštrukciu pozostávajúcu z dvoch hrebeňov a minimálneho počtu uzatváracích ventilov.Súčasťou komplexných komponentov môžu byť aj automatické termostaty, elektronické ventily, mixéry, automatické výstupy vzduchu, snímače a riadiace jednotky, vypúšťací ventil vody a samostatné obehové čerpadlo.

Tieto systémy dokážu najpresnejšie regulovať teplotu vo vašej domácnosti, vyžadujú si však dobré pochopenie základov a nuancií hydronického vykurovania.

Vykurovanie pomocou podlahového kúrenia

Považuje sa za jeden z najpohodlnejších spôsobov vykurovania organizácia vyhrievaných podláh. Treba poznamenať, že inštalácia tejto možnosti vykurovania pre obývacie izby, sprchy, kuchyne a iné priestory je dosť komplikovaná.

Podlahy ohrievané vodou na veľkej ploche sú možné iba s núteným obehom, pretože je potrebné vytvoriť tlak v dlhom systéme úzkych potrubí.

Na prekonanie odporu úzkych rúr s mnohými ohybmi je potrebný tlak. Okrem toho je potrebné dosiahnuť tlak, ktorý umožňuje odvádzanie vzduchu z rúrok podlahového kúrenia, ktoré sú umiestnené vodorovne.

Existuje veľké množstvo kombinácií kladenia rúr:

• pre malé miestnosti použiť okruhy s jedným vstupom pre teplú vodu a výstupom pre studenú vodu;
• pre veľké miestnosti organizovať zložitejšie systémy podlahového vykurovania pomocou distribučného rozdeľovača.

Pre časti okruhu s vyhrievanými podlahami sú často inštalované samostatné obehové čerpadlá.

Použitie kolektora je opodstatnené pre veľké plochy vykurovaných podláh, keď výpočty ukazujú, že jedna rúrka nemusí zvládnuť vykurovanie

Závery a užitočné video na túto tému

Podrobný popis dvojrúrkovej a pomerne zložitej schémy vykurovania pre dvojpodlažný dom:

Uzavretý systém pre trojposchodový dom na báze plynového kotla:

Použitie čerpadiel na ohrev vody v priestoroch výrazne zjednodušuje návrh okruhu, čo umožňuje možnosti, ktoré nie sú dostupné pre gravitačný model. Správny výber zariadenia vyrieši problém vykurovania vášho domova, vďaka čomu bude tento proces pohodlný a jednoduchý.

Chcete niečo dodať alebo máte otázky týkajúce sa organizácie vykurovacieho systému s núteným obehom? Zanechajte komentár k príspevku a zapojte sa do diskusií. Kontaktný formulár sa nachádza v dolnom bloku.