Systém ohřevu vody s nuceným oběhem: schémata, možnosti realizace, technické detaily

Mnoho moderních řešení pro ohřev vody v domech vyžaduje použití čerpadlové skupiny.Návrh a instalace topného systému s nuceným oběhem musí být provedeny s ohledem na technické problémy, které vznikají v důsledku rychlého pohybu chladicí kapaliny.

Vysoký tlak v topném okruhu umožňuje realizaci mnoha schémat zapojení. Souhlas, to je důležitá výhoda topného systému s nuceným oběhem. Uspořádání takového schématu však vyžaduje kompetentní návrh.

Řekneme vám, podle jakých vlastností jsou vybrány hlavní provozní součásti systému, a také podrobně popíšeme možné možnosti zapojení hlavní linky a způsoby organizace topného okruhu.

Technické vlastnosti hlavních komponent systému

Nucené schéma se od přirozeného liší přidáním jednoho nebo více oběhových čerpadel. V důsledku zvýšení tlaku a rychlosti pohybu chladicí kapaliny se mění pravidla pro tvorbu uzlů a umístění prvků okruhu.

Tuto skutečnost je nutné vzít v úvahu, aby bylo zajištěno kvalitní vytápění s nuceným oběhem.

Všeobecné požadavky na skupinu čerpadel

Oběhová čerpadla se vybírají na základě požadavků na objem destilované vody (metr krychlový za hodinu) a tlak (metr). Výpočet obou parametrů závisí na kubaturě vytápěného pouzdra a způsobu vytápění, dále na délce vodního okruhu a průměru jeho potrubí.

Čerpadlo by mělo být vybráno tak, aby jeho parametry neodpovídaly požadavkům systému.To vám umožní v případě potřeby přidat prvky do okruhu bez výměny čerpadla.

V zásadě jsou čerpadla navržena pro napětí 220 Voltů, ale existují i ​​ta s podporou 12 Voltů. V případě napěťových rázů je nutné nainstalovat stabilizátor, aby nedošlo k poruše zařízení.

V případě častých výpadků proudu se musíte postarat o dostupnost nepřerušitelný zdroj energie. Není třeba brát výkonnou UPS - zařízení se spotřebou více než 150 Wattů za hodinu se zřídka používají k vytápění soukromých domů.

Běžně lze oběhová čerpadla rozdělit na dva typy podle polohy motoru. Zařízení se suchým rotorem mají vyšší účinnost, ale mají zvýšenou hladinu hluku a sníženou životnost než zařízení s mokrým rotorem.

Pokud systémová kabeláž poskytuje příležitost pro přirozený pohyb chladicí kapaliny podél okruhu, musí být čerpadlo instalováno přes obtok. V tomto případě, pokud se porouchá nebo dojde k výpadku proudu, je možné přepnout topení do režimu gravitační cirkulace.

Voda se může pohybovat i nefunkčním čerpadlem, ale jeho pohybu bude tvořit silný odpor.

Volba ve prospěch modelu čerpadla ve vztahu ke konkrétnímu topnému systému se provádí určením provozního bodu a jeho souladu s požadovanými hodnotami průtoku chladicí kapaliny (+)

Problém vypínání čerpadla je naléhavý zejména při vytápění kamny nebo krbem. V tomto případě bude trouba nadále ohřívat výměník tepla a voda v ní se může vařit a celý systém může na dlouhou dobu selhat.

Je lepší to udělat instalace čerpadla na vratném potrubí, protože nižší teplota vody prodlouží její životnost.Pokud není možné čerpadlo instalovat na jiné místo než na potrubí vycházející z kotle, pak by mělo být použito čerpadlo s keramickým těsněním.

Snesou sice teploty až 110°C, ale pokud systém vře, mohou mít problémy s fungováním.

Instalací čerpadla do okruhu přes obtok můžete dosáhnout nejen normálních provozních podmínek založených na principu přirozené cirkulace, ale také schopnosti vyjmout čerpadlo bez vypouštění vody

Užitečné informace o výběru oběhových čerpadel pro topný systém jsou uvedeny v článcích:

1. Výběr oběhového čerpadla: zařízení, typy a pravidla pro výběr oběhového čerpadla
2. Oběhové čerpadlo pro vytápění: deset nejlepších modelů a tipů pro kupující

Jemnosti výběru kotlů a pecí

Použití elektrických a plynových kotlů a pecí s dlouhým spalováním jako generátorů tepla je atraktivní z hlediska snadného řízení toku tepla přes výměník tepla.

aplikace kamna na tuhá paliva, zejména podomácku vyrobené návrhy, jsou plné nedostatečného nebo nadměrného vývinu tepla. Jejich použití je však často opodstatněné z hlediska levnosti a dostupnosti paliva.

Existuje mnoho modelů elektrických a plynové kotle s integrovaným čerpadlem. Vestavěný oběhový systém je na jedné straně přizpůsoben výkonu kotle a umožňuje vyhnout se nákupu a instalaci samostatného čerpadla. Na druhou stranu, pokud se vestavěné čerpadlo porouchá, nebude tak snadné jej opravit nebo vyměnit jako samostatné.

Elektrokotel s integrovaným čerpadlem je hotové a kompaktní řešení pro zařazení do okruhu s nuceným oběhem

Požadavky na kotel při použití nuceného oběhu jsou stejné jako při použití přirozeného oběhu:

• Výpočet výkonu kotle - indikátor musí splňovat potřeby vytápění domu v nejnáročnějších podmínkách pro určitou oblast. Je vhodné mít malou výkonovou rezervu (10-20%) kvůli možným okolnostem vyšší moci, které mohou v topném systému nastat.
• Varování před varem chladicí kapaliny ve výměníku tepla. Tento požadavek je snazší splnit při použití kombinace „pec-čerpadlo“ než při použití gravitačního modelu pohybu tekutiny.

Aby nedošlo k varu vody ve výměníku kotle, stačí upravit výkon v závislosti na teplotě výstupní kapaliny. Tato metoda funguje pro jakýkoli typ oběhu.

Řídicí jednotka pro provozní režim kotle na tuhá paliva obsahuje funkci spouštění čerpadla při dosažení kritických teplot na výstupu z výměníku

U kamen s přirozenou cirkulací neexistuje způsob, jak zabránit varu chladicí kapaliny v případě nadměrného množství naloženého paliva. Jedinou možností v přítomnosti čerpadla je zvýšit objem kapaliny hnané přes výměník tepla.

Navíc může být takový nouzový systém automatický pomocí termostatu a jednotky pro řízení rychlosti čerpadla.

Instalace a testování vodního okruhu

U topného schématu s nuceným oběhem bude rychlost vody vyšší než u gravitačního modelu. Proto je možné použít menší průměr potrubí při stejných parametrech vytápění budovy. Tím se snižují náklady na ohřev vody z hlediska nákladů na potrubí, tvarovky a tvarovky.

Kromě toho se obrysové prvky s menším průměrem snáze skryjí v technologických výklencích nebo se vejdou do interiéru areálu.

Oproti přirozené cirkulaci se k hydrostatickému tlaku sloupce kapaliny přičte zvýšený hydrodynamický tlak proudění. Proto, aby se zabránilo vzniku netěsností nebo zejména průrazu systému, je nutné dodržovat určitá pravidla.

V případě přechodu z gravitačního na nucený oběh je nutné odstranit všechny, i drobné netěsnosti v okruhu. Se zvyšujícím se tlakem se bude zvyšovat rychlost proudění, což kromě problému v místnosti způsobí pokles množství chladicí kapaliny a její nadměrné provzdušňování (nasycení vzduchem).

Před začátkem topné sezóny je nutné provést hydraulické zkoušky pevnosti okruhu s maximálně používaným nebo i mírně vyšším tlakem. To vám umožní identifikovat problémy a odstranit je před nástupem chladného počasí, kdy je nežádoucí dlouhé odstavení topení z důvodu opravy.

Úniky radiátorů topení se mohou vyskytnout na nejneočekávanějších místech a odstranění problému zabere spoustu času, proto je lepší zkontrolovat integritu systému předem

Vzhledem k tomu, že rychlost pohybu chladicí kapaliny bude větší než 0,25 m/s, není podle SNiP 41-01-2003 potřeba udržovat konstantní sklon potrubí pro odvod vzduchu z okruhu. Proto je u nuceného oběhu instalace potrubí a radiátorů o něco jednodušší než u gravitačního okruhu.

Možnosti vytápění s nuceným oběhem

Použití nuceného oběhu nám umožňuje opustit princip navrhování elektroinstalace s povinným zohledněním rozdílu hydrostatického tlaku, který je nezbytný pro fungování v gravitačním okruhu.

To přidává variabilitu při modelování geometrie vodního okruhu a poskytuje možnost využít řešení jako kolektorové vytápění nebo velkoplošné podlahové vytápění.

Aplikace horního a spodního vedení

Jakékoli schéma vytápění lze podmíněně klasifikovat jako horní nebo dolní zapojení. U horního vedení stoupá horká voda nad topné spotřebiče a poté stéká dolů a ohřívá radiátory. Se dnem - teplá voda je přiváděna zespodu. Každá možnost má své pozitivní stránky.

Horní vedení se také používá pro přirozenou cirkulaci. Proto topné okruhy tohoto typu umožňují použití obou typů cirkulace. To za prvé poskytuje možnost výběru a za druhé zvyšuje spolehlivost systému.

V případě výpadku proudu nebo poruchy čerpadla bude pohyb vody po okruhu pokračovat, i když nižší rychlostí.

Dobrý tlak vám umožňuje vybrat si mezi horním a spodním vedením, s ohledem na pohodlí potrubí přivádějících chladicí kapalinu do radiátorů (+)

Při použití spodní elektroinstalace je celková délka potrubí kratší, což snižuje náklady na vytvoření systému. Navíc není potřeba pokládat stoupačky v horním patře, což je z hlediska designu místnosti dobré. Spodní potrubí přívodu teplé vody je položeno buď v suterénu nebo v úrovni podlahy prvního podlaží.

Varianty jednotrubkových schémat zapojení

Jednotrubkové schéma používá stejnou trubku pro přívod teplé vody do radiátorů a vypouštění studené vody do topného kotle. Při tomto uspořádání se délka použitých trubek zkrátí téměř na polovinu a počet armatur a uzavíracích ventilů se sníží.

Radiátory se však ohřívají sekvenčně, proto je při výpočtu počtu sekcí nutné počítat s postupným snižováním teploty přiváděné chladicí kapaliny.

Sériové připojení radiátorů pomocí jedné trubky pro přívod chladicí kapaliny se často používá v moderních domácnostech pro minimalizaci nákladů na materiál a zjednodušení instalačních prací

Jednotrubkové okruhy lze realizovat v horizontálním i vertikálním provedení. S nuceným oběhem, pokud jsou použity vertikální stoupačky, může být teplá voda dodávána nejen shora, ale také zespodu.

Proveditelnost použití jedné nebo druhé možnosti závisí nejen na pohodlí instalace potrubí, ale také na maximálním přípustném počtu radiátorů na jedné stoupačce jednotrubkového okruhu.

Existují dva způsoby připojení radiátorů:

• Sériové připojení — chladicí kapalina protéká všemi chladiči.V tomto případě je vyžadován minimální počet potrubí, ale pokud je nutné vypnout jeden z radiátorů, bude muset být zastavena celá větev systému.
• Bypass připojení — chladicí kapalina může obtékat chladič instalovanou odbočkou. Pomocí kohoutkového systému můžete přesměrovat průtok za radiátor, což umožní jeho opravu nebo demontáž bez zastavení topení.

K vytápění se často používá jednotrubkový okruh, ale pokud je radiátorů velké množství, používá se jiná možnost, jak je rovnoměrně ohřát.

Jednotrubková schémata mají mnoho možností implementace pro nucený oběh, takže výběr vhodného řešení pro konkrétní geometrii místnosti je poměrně snadný (+)

Způsoby použití dvoutrubkové verze

Nazývá se schéma topného okruhu využívající druhé potrubí k odvádění ochlazené vody do kotle dvoutrubkový systém. Zvyšuje se metráž potrubí, stejně jako počet přípojek a zařízení.

Systém má však důležitou výhodu – do každého radiátoru je přiváděno chladivo o stejné teplotě. Díky tomu je dvoutrubková varianta velmi atraktivní.

Pro ohřev vody s nuceným oběhem se používají horizontální i vertikální rozvody. Navíc u vertikální verze je možné použít horní a spodní přívod teplé vody.

Dvoutrubkový okruh přívodu a odvodu vody v kombinaci s diagonálním připojením radiátoru poskytuje maximální přenos tepla do místnosti

Protože teplota vody přiváděné do všech radiátorů je stejná, geometrie okruhů závisí pouze na následujících faktorech:

• úspora materiálu — minimalizace délky potrubí a počtu spojů;
• snadnost obrysového kreslení vytápění stěnami a stropy;
• estetická přitažlivost - schopnost osadit topná tělesa do interiéru prostor.

V závislosti na pohybu horké a chlazené vody se dvoutrubkové okruhy dělí na dva typy:

1. Příbuzný. Pohyb v obou trubkách probíhá stejným směrem. Cyklus chladicí kapaliny má u všech radiátorů v této části systému stejnou délku, takže jejich rychlost ohřevu je stejná.
2. Slepá ulička. V paralelním schématu se radiátory umístěné blíže ke kotli zahřívají rychleji. U systémů s nuceným oběhem to však není příliš důležité kvůli značné rychlosti vody v okruhu.

Při výběru mezi přidruženými a slepými možnostmi se řídí podmínkou pohodlí instalace vratného potrubí. Ve vertikálních schématech se se spodním zapojením získá slepý systém a s horním vedením se získá průchozí systém.

Pomocí rozdělovače topení

Dalším oblíbeným způsobem, jak nyní organizovat vytápění, je vytvoření kolektorového okruhu. Do určité míry lze toto schéma nazvat podtypem dvoutrubkového, i když se také používá při organizaci jednotrubkových topných okruhů.

Pouze distribuce horké chladicí kapaliny a shromažďování ochlazené chladicí kapaliny probíhá nikoli z hlavní stoupačky, ale ze speciálních zařízení distribučního uzlu - kolektorů. Takový systém pracuje stabilně pouze pomocí nuceného oběhu.

Radiální vedení vyžaduje oproti dvoutrubkovému rozvodu rozdělovač, větší celkovou délku trubek, počet armatur a uzavíracích armatur

Distribuční jednotka pro dvoutrubkový systém je komplexní kombinací přívodního a vratného potrubí, pomocí kterého je teplotně a tlakově vyrovnán přívod chladiva.

Každá větev zařízení napájí jedno topné těleso nebo jejich malou skupinu.Větve jsou obvykle umístěny pod podlahou, každé patro vícepodlažní budovy je obsluhováno jedním centrálně instalovaným kolektorem.

Navzdory zjevným výhodám tohoto typu uspořádání vytápění má kolektorový systém dvě významné nevýhody:

• nejdelší délka potrubíproto tato možnost uspořádání vodního okruhu vyžaduje značné finanční investice;
• potíže se změnou obrysu — trubky s touto možností jsou obvykle umístěny pod podlahou nebo ve stěnách, takže pokud přidáte topná zařízení, bude velmi obtížné provádět jakékoli úpravy.

Všechny kolektory jsou obvykle namontovány ve speciální skříni, protože tam jsou umístěny uzavírací ventily a je vyžadován přístup. Umístění kohoutků na jedno místo je velmi pohodlné.

Pokud je potřeba zapnout nebo vypnout radiátory nebo dojde k mimořádné události, stačí mít přístup do skříně a není třeba navštěvovat všechny místnosti.

Distribuční rozdělovače mohou mít jednoduchou konstrukci sestávající ze dvou hřebenů a minima uzavíracích ventilů.Mezi komplexní komponenty mohou patřit také automatické termostaty, elektronické ventily, směšovače, automatické výstupy vzduchu, čidla a řídicí jednotky, vypouštěcí ventil vody a samostatné oběhové čerpadlo.

Tyto systémy dokážou nejpřesněji regulovat teplotu ve vašem domě, ale vyžadují dobré pochopení základů a nuancí hydronického vytápění.

Vytápění pomocí podlahového topení

Je považován za jeden z nejpohodlnějších způsobů vytápění organizace vytápěných podlah. Je třeba poznamenat, že instalace této možnosti vytápění pro obývací pokoje, sprchy, kuchyně a další prostory je poměrně komplikovaná.

Podlahy ohřívané vodou na velké ploše jsou možné pouze s nuceným oběhem, protože je nutné vytvořit tlak v dlouhém systému úzkých trubek.

Tlak je nutný k překonání odporu úzkých trubek s mnoha ohyby. Navíc je nutné dosáhnout tlaku, který umožní odvod vzduchu z trubek podlahového topení, které jsou umístěny vodorovně.

Existuje velké množství kombinací pokládání trubek:

• pro malé místnosti používat okruhy s jedním vstupem pro teplou vodu a výstupem pro chlazenou vodu;
• pro velké místnosti organizovat složitější systémy podlahového vytápění pomocí rozdělovače.

Často jsou pro části okruhu s vyhřívanými podlahami instalována samostatná oběhová čerpadla.

Použití kolektoru je opodstatněné u velkých ploch vytápěných podlah, kdy výpočty ukazují, že jedna trubka nemusí zvládnout vytápění

Závěry a užitečné video k tématu

Podrobný popis dvoutrubkového a poměrně složitého schématu vytápění pro dvoupatrový dům:

Uzavřený systém pro třípatrový dům na bázi plynového kotle:

Použití čerpadel pro ohřev vody v prostorách značně zjednodušuje návrh okruhu a umožňuje možnosti, které nejsou k dispozici pro gravitační model. Správný výběr zařízení vyřeší problém vytápění vašeho domova, takže tento proces bude pohodlný a jednoduchý.

Máte co dodat nebo máte dotazy ohledně organizace topného systému s nuceným oběhem? Zanechte prosím komentáře k příspěvku a zapojte se do diskuzí. Kontaktní formulář se nachází ve spodním bloku.