Jak fungují topné systémy s cirkulací čerpadla: organizační schémata

Ani zkušení řemeslníci nejsou vždy schopni zajistit přirozený pohyb chladicí kapaliny po topném okruhu.Stává se, že se voda systémem pohybuje, ale do domu se nedostane dostatečné množství tepla.

Majitelé soukromých domů stále častěji dávají přednost instalaci topných systémů s cirkulací čerpadla, které jsou velmi rozmanité a pohodlné. V tomto článku jsme zkoumali základní schémata pro organizaci nuceného vytápění a doplnili materiál vizuálními ilustracemi a fotografiemi.

Vybrali jsme také užitečná videa s doporučeními specialistů pro instalaci čerpacího zařízení pro topný systém. To vám umožní podrobně porozumět problému instalace čerpadla.

Princip fungování systému s nátlakem

Oběhové čerpadlo je malé elektrické zařízení, které je extrémně jednoduché. Uvnitř skříně je oběžné kolo, které se otáčí a dodává chladicí kapalině cirkulující systémem potřebné zrychlení. Elektromotor, který zajišťuje rotaci, spotřebuje velmi málo elektřiny, pouze 60-100 W.

Přítomnost takového zařízení v systému značně zjednodušuje jeho návrh a instalaci. Nucený oběh chladicí kapaliny umožňuje použití topných trubek malého průměru a rozšiřuje možnosti při výběru topného kotle a radiátorů.

Velmi často systém původně vytvořený s očekáváním přirozený oběh, funguje neuspokojivě z důvodu nízké rychlosti pohybu chladicí kapaliny potrubím, tzn. nízký cirkulační tlak. V tomto případě pomůže vyřešit problém instalace čerpadla.

Neměli byste se však nechat příliš unést rychlostí vody v potrubí, protože by neměla být příliš vysoká. V opačném případě může konstrukce v průběhu času jednoduše nevydržet další tlak, pro který není navržena.

Pokud lze v systémech s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny použít otevřenou expanzní nádobu, pak by v nucených okruzích měla být dána přednost uzavřené, utěsněné nádobě

Pro obytné prostory se doporučují následující maximální rychlostní limity pro pohyb chladicí kapaliny:

• se jmenovitým průměrem potrubí 10 mm - až 1,5 m/s;
• se jmenovitým průměrem potrubí 15 mm - až 1,2 m/s;
• se jmenovitým průměrem potrubí 20 mm nebo více - až 1,0 m/s;
• pro technické místnosti obytných budov - do 1,5 m / s;
• pro pomocné budovy - do 2,0 m/s.

V systémech s přirozenou cirkulací expanzní nádoba obvykle umístěn na podání. Ale pokud je návrh doplněn o oběhové čerpadlo, obvykle se doporučuje přesunout akumulační nádrž do vratného potrubí.

Konstrukce oběhového čerpadla je velmi jednoduchá, úkolem tohoto zařízení je poskytnout chladicí kapalině zrychlení dostatečné k překonání hydrostatického odporu systému

Kromě toho byste místo otevřené nádrže měli nainstalovat uzavřenou.Pouze v malém bytě, kde je topný systém krátký a má jednoduchou strukturu, se můžete obejít bez takového přeskupení a použít starou expanzní nádobu.

Výpočty pro systémy nuceného vytápění

Správně organizovaný systém nuceného oběhu vyžaduje složité technické výpočty. Některé vzorce vám však umožňují posoudit stav systému a získat přesnější představu o nezbytných změnách, zejména pokud mluvíme o malém domě nebo bytě. Výkon topných zařízení se obvykle volí na základě velikosti místností, které mají být vytápěny.

Výrobci obvykle doporučují, aby průtok chladicí kapaliny, měřený v litrech za minutu, odpovídal počtu kilowattů výkonu kotle. To znamená, že pro 40W kotel je nejvhodnější průtok chladicí kapaliny 40 l/min.

Stejně tak se počítá spotřeba vody pro samostatnou místnost nebo skupinu místností. V tomto případě se řídí celkovým výkonem radiátorů instalovaných na místě.

Rychlost, kterou se chladicí kapalina pohybuje podél obrysu topného systému, do značné míry závisí na tom, jak správně je zvolen průměr trubek

Průměr topných trubek se určuje v souladu se stanoveným průtokem chladicí kapaliny:

• při průtoku 5,7 l/min jsou potřeba půlpalcové trubky;
• při průtoku 15 l/min jsou zapotřebí třičtvrtěpalcové trubky;
• při průtoku 30 l/min jsou zapotřebí palcové trubky;
• při průtoku 53 l/min jsou zapotřebí trubky palce a čtvrt;
• při průtoku 83 l/min jsou zapotřebí trubky o délce jeden a půl palce;
• při průtoku 170 l/min jsou zapotřebí dvoupalcové trubky;
• při průtoku 320 l/min jsou potřeba dva a půl palcové trubky atd.

Pro stanovení parametrů vhodného oběhového čerpadla je nutné změřit délku celého topného okruhu, na který bude připojeno. Pro desetimetrový systém je potřeba čerpací výška 0,6 m. Jednoduchými výpočty zjistíme, že pro systém dlouhý 60 metrů je potřeba čerpadlo 3,6 m.

Tyto parametry však platí pouze pro systém, ve kterém je správně zvolen průměr potrubí, jak je uvedeno výše. Pokud se použijí příliš úzké trubky, bude zapotřebí výkonnější čerpadlo k překonání nadměrného hydraulického tlaku, který se v systému vyskytuje v důsledku nesprávného výběru potrubí.

Poskytli jsme podrobná doporučení pro výběr oběhového čerpadla V tomto článku.

K odstranění vzduchu z uzavřeného systému je zapotřebí automatický odvzdušňovací ventil nebo mechanické zařízení pro odstranění přebytečného vzduchu, Mayevského ventil. Tato zařízení jsou nezbytná v topných okruzích, pomáhají předcházet problému vzdušnosti. Taková zařízení jsou instalována na radiátorech, na přívodních stoupačkách a také v problémových oblastech složitých topných okruhů.

Toto pravidlo platí i v opačném směru: jsou-li potrubí širší, než požaduje norma, měl by být snížen návrhový výkon oběhového čerpadla.

Důležitou součástí systémů nuceného vytápění je bezpečnostní skupina:

Odborníci doporučují zakoupit ne jedno, ale dvě taková zařízení najednou. Jeden je hlavní a druhý je v záloze. Může být instalován na bypass nebo uložen ve spíži.

Oběhové čerpadlo je obvykle odolné proti poruchám, ale je citlivé na kvalitu vody v topném okruhu. Pro prodloužení provozu topného zařízení má smysl zajistit filtraci chladicí kapaliny a včasná opatření proplachování systému.

Schémata soustav s cirkulací čerpadla

Systémy vytápění s nuceným oběhem se liší takto:

• jako jedno- nebo dvoutrubkové (možnost připojení potrubí k radiátorům);
• s vertikálními stoupačkami nebo vodorovnými liniemi;
• slepé uličky nebo se souvisejícím pohybem chladicí kapaliny
• s horním nebo spodním vedením.

Jednotrubkové systémy jsou stále méně běžné, protože jejich nevýhody výrazně převažují nad výhodami. Jedná se o velmi jednoduchou možnost, ve které jsou radiátory zapojeny do série.Chladivo prochází postupně každým topným zařízením a postupně se ochlazuje.

Je zřejmé, že s takovým schématem budou první radiátory ohřívat místnost lépe než ty, které jsou umístěny na konci systému. Pro vyrovnání teplotního rozdílu je nutné na konečném úseku linky instalovat více radiátorů než na začátku.

Jednotrubkové topné systémy jsou snadno realizovatelné a levné, ale problém nerovnoměrného vytápění a závislosti na poruše jednoho radiátoru z nich v moderních podmínkách udělaly prakticky nenárokované

Takové zařízení je extrémně nepohodlné, protože v případě poruchy není možné vypnout pouze jeden chladič, budete muset vypustit chladicí kapalinu z celého okruhu. Schéma dvou trubek zahrnuje paralelní připojení každého radiátoru pomocí dvou trubek ke společnému vedení.

Samozřejmě, že k tomu budete muset použít více materiálů, celkové náklady a čas na instalaci budou vyšší než při použití jednotrubkové varianty.

Dvoutrubkové topné systémy umožňují vytápět rovnoměrně každou místnost a porucha jednoho radiátoru nezpůsobí vypnutí celého okruhu

Na každém radiátoru s dvoutrubkovým připojením jsou instalovány uzavírací ventily. To umožňuje v případě potřeby odstranit nebo vypnout pouze jeden radiátor, zatímco zbývající prvky systému nadále fungují jako obvykle.

Zahřívání s tímto schématem se provádí rovnoměrně, protože chladicí kapalina vstupuje do každého radiátoru samostatným potrubím a poté se vrací do kotle pro vytápění, nikoli přes zbývající radiátory.

Vertikální stoupačky se používají ve vícepodlažních budovách, je vhodné k nim připojit radiátory umístěné v různých podlažích.Vertikální provedení usnadňuje rychlé odstranění vzduchu zachyceného v systému, což výrazně snižuje pravděpodobnost tvorby vzduchových zámků.

Vytvoření vertikálního topného systému nebude levné, ale je to efektivní design, který je odolný vůči vzduchu a je ideální pro instalaci ve vícepodlažních budovách

V horizontálních okruzích je hlavní vedení, ke kterému jsou paralelně připojeny radiátory, umístěno, jak již název napovídá, v horizontální rovině. Tento typ systému je vhodný pro vytápění jednopodlažních budov s velkou plochou.

Relativně levná možnost není imunní vůči tvorbě vzduchových zácp. Aby se předešlo tomuto typu problému, používají se automatické větrací otvory. Podrobně popisujeme pravidla pro odstranění vzduchového uzávěru z topného systému. recenzováno zde.

Horizontální topné systémy jsou relativně levné a obvykle se používají při projektování velkých budov s jedním nebo dvěma podlažími.

Nerovnoměrné vytápění je typické nejen pro jednotrubkové systémy, ale také pro slepé možnosti vytápění, které jsou poměrně rozšířené.

V tomto schématu proudí chladicí kapalina ve směru opačném ke zpětnému pohybu. V důsledku toho se v systému objevují radiátory, které přijímají poněkud ochlazené chladivo, které pak proudí do vratného potrubí.

Ve slepých systémech dostávají radiátory umístěné daleko od přívodní stoupačky méně tepla než radiátory umístěné vedle ní. V přidružených schématech fungují všechny prvky systému v ekvivalentním režimu

V důsledku toho do radiátorů proudí více tepla nejprve ze stoupačky a do vzdálenějších radiátorů proudí méně tepla. V malých oblastech nemusí být tento bod tak nápadný, ale v prostorných domech bude patrný.V této situaci se doporučuje udělat raději několik kratších vedení než jednu dlouhou, aby veškerá chladicí kapalina cirkulovala větvemi při přibližně stejné teplotě.

Přidružené schéma je založeno přesně na stejné délce cirkulačních prstenců v celém domě, což umožňuje dosáhnout extrémně přesné rovnoměrnosti vytápění. Implementace této možnosti zapojení však není snadná, protože bude nutné nainstalovat velké množství potrubí.

Horní elektroinstalace v topných systémech se používá, když je půda, ve které lze instalovat expanzní nádobu. Pokud to není možné, můžete úspěšně realizovat nižší rozvody vytápění

Horní a spodní vedení jsou pojmenovány podle umístění přívodního potrubí. V prvním případě chladicí kapalina vstupuje do systému shora a ve druhém - zdola.

S horní elektroinstalací je expanzní nádrž instalována v nejvyšším bodě systému, chladicí kapalina se šíří po celém systému pod vlivem gravitace. Zpětné vedení zde bude pod radiátory. K realizaci takového projektu v soukromém domě je zapotřebí podkroví, ve kterém je instalována nádrž.

Pokud nejsou podmínky pro horní rozvod, použijte druhou možnost, kdy je chladicí kapalina přiváděna zespodu a zpátečka je instalována nad radiátory. Úkolem pohybovat chladicí kapalinou dostatečně vysokou rychlostí je především oběhové čerpadlo.

Toto schéma je instalováno postupně, od spodního patra k hornímu, přičemž přívodní potrubí je provedeno s mírným sklonem, aby se zabránilo vzniku vzduchových zámků.

Pro odstranění vzduchových kapes jsou topné komunikace vybaveny automatickými větracími otvory:

Kam umístit oběhové čerpadlo?

Nejčastěji je oběhové čerpadlo instalováno na vratné straně a ne na straně přívodu. Předpokládá se, že existuje nižší riziko rychlého opotřebení zařízení, protože chladicí kapalina již vychladla. Ale u moderních čerpadel to není nutné, protože mají takzvaná vodou mazaná ložiska. Jsou již navrženy speciálně pro takové provozní podmínky.

To znamená, že je možné instalovat oběhové čerpadlo na přívodní straně, zejména proto, že je zde nižší hydrostatický tlak systému. Místo instalace zařízení konvenčně rozděluje systém na dvě části: oblast výtlaku a oblast sání.Čerpadlo nainstalované na přívodu, bezprostředně za expanzní nádrží, bude čerpat vodu ze zásobní nádrže a přečerpávat ji do systému.

Oběhové čerpadlo v topném systému rozděluje okruh na dvě části: vstřikovací oblast, do které proudí chladicí kapalina, a podtlakovou oblast, ze které je čerpána

Pokud je čerpadlo instalováno na vratném potrubí před expanzní nádrží, bude čerpat vodu do nádrže a odčerpávat ji ze systému. Pochopení tohoto bodu pomůže vzít v úvahu charakteristiky hydraulického tlaku v různých bodech systému. Když čerpadlo běží, dynamický tlak v systému s konstantním množstvím chladicí kapaliny zůstává konstantní.

Je důležité nejen vybrat optimální místo pro instalaci čerpacího zařízení, ale také jej správně nainstalovat. Doporučujeme, abyste se seznámili s detaily instalace oběhového čerpadla.

Expanzní nádoba vytváří tzv. statický tlak. V porovnání s tímto indikátorem se ve výtlačné oblasti topného systému vytváří zvýšený hydraulický tlak a v oblasti vakua snížený.

Vakuum může být tak silné, že dosáhne úrovně atmosférického tlaku nebo dokonce bude nižší, a to vytváří podmínky pro vstup vzduchu do systému z okolního prostoru.

V oblasti zvýšeného tlaku může být vzduch naopak vytlačen ze systému a někdy je pozorováno vaření chladicí kapaliny. To vše může vést k nesprávnému provozu topného zařízení. Abyste předešli takovým problémům, zajistěte nadměrný tlak v sací oblasti.

Chcete-li to provést, můžete použít jedno z následujících řešení:

• zvedněte expanzní nádobu do výšky nejméně 80 cm od úrovně topných trubek;
• umístěte jednotku do nejvyššího bodu systému;
• odpojte zásobní potrubí od přívodu a převeďte jej do zpátečky za čerpadlem;
• instalujte čerpadlo ne na zpátečku, ale na přívod.

Ne vždy je možné zvednout expanzní nádrž do dostatečné výšky. Obvykle se umísťuje do podkroví, pokud je tam potřebný prostor. Pro zajištění jeho bezporuchového provozu je důležité dodržovat pravidla pro instalaci pohonu.

Poskytli jsme podrobná doporučení pro instalaci a připojení expanzní nádrže náš další článek.

Pokud není podkroví vytápěno, bude nutné izolovat akumulační nádrž.Je poměrně obtížné přesunout nádrž do nejvyššího bodu systému s nuceným oběhem, pokud byla dříve vytvořena jako přírodní.

Část potrubí bude muset být předělána tak, aby sklon potrubí směřoval ke kotli. V přírodních systémech se sklon obvykle provádí směrem ke kotli.

Expanzní nádoba instalovaná uvnitř nepotřebuje další ochranu, ale pokud je instalována v nevytápěném podkroví, je třeba dbát na izolaci tohoto zařízení

Změna polohy potrubí nádrže z přívodu na vratnou obvykle není obtížné. A stejně snadné je implementovat poslední možnost: nainstalovat oběhové čerpadlo do systému na přívodním potrubí za expanzní nádrží.

V takové situaci se doporučuje zvolit nejspolehlivější model čerpadla, který vydrží kontakt s horkou chladicí kapalinou po dlouhou dobu.

Závěry a užitečné video k tématu

Zajímavé informace o systémech nuceného vytápění naleznete v tomto videu:

Podrobnější informace o výpočtech nutných při výběru oběhového čerpadla naleznete zde:

Toto video podrobně popisuje návrh a postup instalace oběhového čerpadla:

Systémy nuceného vytápění nejsou tak složité, jak by se na první pohled mohlo zdát. Chcete-li však provést takový úkol, musíte správně provést výpočty a vypracovat kompetentní projekt. Za těchto podmínek můžete svému domu zajistit spolehlivé a efektivní vytápění.

Vybíráte optimální schéma pro instalaci systému nuceného vytápění ve vašem domě? Možná máte otázky, které jsme v tomto článku nepokryli? Zeptejte se na ně našeho odborníka v bloku komentářů.

Nebo chcete materiál doplnit o praktické rady k instalaci čerpací techniky? Napište nám – vaše komentáře pomohou mnoha nováčkům.