Hur värmesystem med pumpcirkulation är uppbyggda: organisationsscheman

Att säkerställa naturlig rörelse av värmevätskan i värmekretsen lyckas även erfarna hantverkare inte alltid med. Det händer att vattnet rör sig i systemet, men tillräcklig värme når inte huset.

Allt oftare föredrar ägare av privata hus att installera värmesystem med pumpcirkulation, som är ganska varierande och bekväma. I den här artikeln har vi granskat de grundläggande scheman för forcering av värme, och kompletterat materialet med tydliga illustrationer och foton.

Vi har också valt ut användbara videor med rekommendationer från experter om installation av pumputrustning för värmesystemet. Detta gör att du kan förstå frågan om pumpinstallation i detalj.

Funktionsprincip för system med forcering

Cirkulationspumpen – är en liten elektrisk apparat som är extremt enkel konstruerad. Inuti höljet finns ett pumphjul, det roterar och ger värmevätskan som cirkulerar i systemet den nödvändiga accelerationen. Elmotor, som driver rotationen, förbrukar mycket lite el, endast 60-100 W.

Närvaron av en sådan anordning i systemet förenklar avsevärt dess konstruktion och installation. Forcerad cirkulation av värmevätskan gör det möjligt att använda värmeledningar med liten diameter, och utökar möjligheterna vid val av värmepanna och radiatorer.

Mycket ofta fungerar ett system som ursprungligen konstruerats för naturlig cirkulation otillfredsställande på grund av låg hastighet på värmevätskan i rören, dvs. lågt cirkulationstryck. I detta fall kan installation av en pump lösa problemet.

Man bör dock inte överdriva vattenhastigheten i rören, eftersom den inte får vara alltför hög. Annars kan konstruktionen med tiden helt enkelt inte motstå det extra tryck som den inte är dimensionerad för.

Om man i system med naturlig cirkulation av värmevätska kan använda ett öppet expansionskärl, bör man i tvångscirkulationssystem föredra en sluten, tät behållare.

För bostadsutrymmen rekommenderas följande gränsvärden för värmevätskans hastighet:

• vid nominell rördiameter 10 mm – upp till 1,5 m/s;
• vid nominell rördiameter 15 mm – upp till 1,2 m/s;
• vid nominell rördiameter 20 mm eller mer – upp till 1,0 m/s;
• för biutrymmen i bostadshus – upp till 1,5 m/s;
• för komplementbyggnader – upp till 2,0 m/s.

I system med naturlig cirkulation placeras expansionskärlet vanligtvis på framledningen. Men om konstruktionen kompletteras med en cirkulationspump rekommenderas det vanligtvis att flytta behållaren till returledningen.

Cirkulationspumpens konstruktion är mycket enkel; dess uppgift är att ge värmevätskan tillräcklig acceleration för att övervinna systemets hydrostatiska motstånd.

Dessutom bör man istället för ett öppet kärl installera ett slutet. Endast i en liten lägenhet där värmesystemet har kort längd och enkel konstruktion kan man klara sig utan sådan ombyggnad och använda det gamla expansionskärlet.

Beräkningar för forcerade värmesystem

Ett korrekt utformat system med tvångscirkulation kräver komplexa tekniska beräkningar. Men vissa formler kan hjälpa till att bedöma systemets tillstånd och ge en tydligare bild av nödvändiga ombyggnader, särskilt när det gäller ett litet hus eller en lägenhet. Värmepannans effekt väljs vanligtvis utifrån storleken på de rum som ska värmas upp.

Vanligtvis rekommenderar tillverkarna att flödet av värmebärare, uttryckt i liter per minut, ska motsvara panneffekten i kilowatt. Det innebär att för en panna på 40 kW är det lämpligaste flödet 40 l/min.

På samma sätt beräknas vattenflödet för ett enskilt rum eller en grupp av rum. I så fall utgår man från den sammanlagda effekten av de radiatorer som är installerade i området.

Hastigheten för värmebäraren i värmesystemets krets beror till stor del på hur korrekt rördiametern har valts.

Rördiametern för värmerör bestäms i enlighet med det fastställda flödet av värmebärare:

• Vid ett flöde på 5,7 l/min krävs halvtumsrör.
• Vid ett flöde på 15 l/min krävs trekvartstumsrör.
• Vid ett flöde på 30 l/min krävs tumstumsrör.
• Vid ett flöde på 53 l/min krävs rör på en och en kvartstum.
• Vid ett flöde på 83 l/min krävs en och en halvtumsrör.
• Vid ett flöde på 170 l/min krävs tvåtumsrör.
• Vid ett flöde på 320 l/min krävs rör på två och en halv tum, och så vidare.

För att bestämma parametrarna för en lämplig cirkulationspump måste du mäta längden på hela värmekretsen som den ska anslutas till. För tio meter system behöver du ett pumptryck på 0,6 m. Genom enkla beräkningar får du att för ett system som är 60 meter långt behöver du en pump på 3,6 m.

Dessa parametrar gäller dock bara för ett system där du har valt rätt rördiameter, som nämnts ovan. Om du använder för smala ledningar måste du välja en kraftigare pump för att övervinna det övertryck som uppstår i systemet på grund av felaktig rördimensionering.

Detaljerade rekommendationer för val av cirkulationspump har vi gett i den här artikeln.

Automatisk luftavledare eller mekanisk anordning för att avlägsna överskottsluft, Maevskys kran, behövs för att avlufta ett slutet system. Dessa enheter är nödvändiga i värmekretsar, de förhindrar problem med luftfickor. Sådana enheter monterar du på radiatorer, på matarstammar, samt på problematiska ställen i komplexa värmesystem.

Denna regel gäller även omvänt: om rören är bredare än vad som krävs enligt norm, bör du minska pumpens beräknade effekt.

En viktig komponent i tvångscirkulationssystem är säkerhetsgruppen:

Experter rekommenderar att man köper inte en utan två sådana enheter. Den ena – den huvudsakliga, och den andra – som reserv. Den kan installeras på bypass eller förvaras i garderoben.

Cirkulationspumpen är vanligtvis motståndskraftig mot fel, men känslig för vattenkvaliteten i värmekretsen. För att förlänga värmesystemets livslängd är det vettigt att planera för filtrering av värmemediet och åtgärder för systemspolning i rätt tid.

Scheman för system med pumpcirkulation

Värmesystem med tvingad cirkulation skiljer sig på följande sätt:

• som en- eller tvårörssystem (anslutningsalternativ för rör till radiatorer);
• med vertikala stammar eller horisontella stamledningar;
• återvändsgränder eller med medströms rörelse av värmemediet
• med övre eller nedre fördelning.

Enrörssystem blir allt mer sällsynta eftersom deras nackdelar vida överväger fördelarna. Det är en mycket enkel variant där radiatorerna kopplas i serie. Värmemediet passerar i tur och ordning genom varje värmare och svalnar gradvis.

Det är uppenbart att med en sådan uppställning kommer de första radiatorerna att värma rummet bättre än de som är placerade i slutet av systemet. Man måste installera fler radiatorer på den sista delen av ledningen än i början för att jämna ut temperaturskillnaden.

Enrörsvärmesystem är enkla att genomföra och billiga, men problemet med ojämn uppvärmning och beroendet av att en radiator går sönder har gjort dem praktiskt taget oefterfrågade i moderna förhållanden

En sådan anordning är mycket obekväm eftersom man inte kan stänga av endast en radiator vid ett fel, man måste tömma värmemediet ur hela kretsen. Tvårörssystemet innebär att varje radiator kopplas parallellt med hjälp av två rör till en gemensam ledning.

Naturligtvis kommer man att behöva använda mer material, den totala kostnaden och tiden för installation blir högre än vid användning av enrörsversionen.

Tvårörsvärmesystem gör det möjligt att värma upp varje rum jämnt, samtidigt som ett fel på en radiator inte blir anledning att stänga av hela kretsen.

På varje radiator vid tvårörsanslutning installeras avstängningsventiler. Detta ger möjlighet att vid behov ta bort eller stänga av endast en radiator, medan de andra delarna av systemet fortsätter att fungera som vanligt.

Uppvärmningen med en sådan layout sker jämnt, eftersom värmeöverföringsmedlet kommer in i varje radiator via en separat ledning och sedan återvänder till pannan för uppvärmning, istället för att passera genom de andra radiatorerna.

Vertikala stigare används i flervåningsbyggnader, det är bekvämt att ansluta radiatorer på olika våningar till dem. Den vertikala konstruktionen hjälper till att snabbt avlägsna luft som kommer in i systemet, vilket avsevärt minskar risken för luftfickor.

Att skapa ett vertikalt värmesystem är dyrt, men det är en effektiv layout som är resistent mot luftinblandning, och den passar utmärkt för installation i flervåningsbyggnader.

I horisontella layouter ligger huvudledningen, som radiatorerna är parallellkopplade till, som namnet antyder, i horisontalplanet. Denna typ av system är lämplig för uppvärmning av enplansbyggnader med stor yta.

Det relativt billiga alternativet är inte skyddat mot luftfickor. För att förhindra denna typ av problem används automatiska luftavledare. Reglerna för att ta bort luftfickor ur värmesystemet har vi behandlat i detalj här.

Horisontella värmesystem är relativt billiga och används vanligtvis vid utformning av stora byggnader på en eller två våningar.

Ojämn uppvärmning är inte bara karakteristisk för enrörssystem utan även för återvändsgrändsversionen av uppvärmning, som är ganska utbredd.

I en sådan layout sker tillförseln av värmeöverföringsmedel i motsatt riktning mot returflödet. Som ett resultat uppstår radiatorer i systemet som får ett något avkylt värmeöverföringsmedel, vilket efter dem går in i returröret.

I återvändsgrändsystem får radiatorer som är långt från matarstigaren mindre värme än de som ligger nära den. I medströmslayouter fungerar alla systemelement i likvärdigt läge.

Resultatet är att radiatorerna närmast stigaren får mer värme, och de längre bort får mindre. På små ytor kanske detta inte märks så mycket, men i rymliga hus blir det påtagligt. I denna situation rekommenderas det att göra flera kortare ledningar istället för en lång, så att allt värmeöverföringsmedel cirkulerar genom grenarna med ungefär samma temperatur.

Medströmsystemet bygger just på att cirkulationsslingorna har samma längd i hela huset, vilket gör det möjligt att uppnå en extremt exakt jämn uppvärmning. Men att genomföra denna variant av rördragning är inte lätt, eftersom det krävs att man drar ett stort antal rör.

Övre rördragning i värmesystem används om det finns en vind där man kan installera ett expansionskärl. Om det inte är möjligt kan man framgångsrikt genomföra nedre rördragning för uppvärmning.

Övre och nedre rördragning har fått sina namn efter var framledningsröret placeras. I det första fallet kommer värmeöverföringsmediet in i systemet från ovan, och i det andra – nedifrån.

Vid övre rördragning installeras expansionskärlet på systemets högsta punkt, och värmeöverföringsmediet sprids i systemet med hjälp av gravitationen. Returledningen kommer här att vara placerad under radiatorerna. För att genomföra ett sådant projekt i ett enfamiljshus krävs en vind, där kärlet installeras.

Om förutsättningarna för övre rördragning saknas, används den andra varianten, där tillförseln av värmeöverföringsmediet sker nedifrån och returledningen är installerad ovanför radiatorerna. Uppgiften att flytta värmeöverföringsmediet med tillräckligt hög hastighet läggs i huvudsak på cirkulationspumpen.

Ett sådant system monteras stegvis, från nedre våningen till övre, och framledningsledningen görs med en liten lutning för att förhindra bildning av luftfickor.

För att avlägsna luftfickor förses värmekommunikationerna med automatiska luftavluftare:

Var ska cirkulationspumpen placeras?

Oftast installeras cirkulationspumpen på returledningen, inte på framledningen. Man anser att risken för snabbt slitage och fel är lägre här, eftersom värmeöverföringsmediet redan har svalnat. Men för moderna pumpar är detta inte nödvändigt, eftersom de har lager med så kallad vattensmörjning. De är redan konstruerade för just sådana driftsförhållanden.

Det innebär att man kan installera cirkulationspumpen även på framledningen, särskilt eftersom det hydrostatiska trycket i systemet är lägre här. Pumpens installationsplats delar systemet i två delar: trycksidan och sugsidan. En pump installerad på framledningen, direkt efter expansionskärlet, kommer att pumpa ut vatten från ackumulatorn och trycka in det i systemet.

Cirkulationspumpen i värmesystemet delar kretsen i två delar: trycksidan dit värmebäraren tillförs, och undersidan varifrån den pumpas bort.

Om pumpen istället installeras på returledningen före expansionskärlet kommer den att trycka in vatten i kärlet och pumpa ut det ur systemet. Att förstå detta hjälper dig att ta hänsyn till hydraultryckets variationer i systemets olika punkter. När pumpen är i drift förblir det dynamiska trycket i systemet konstant, förutsatt att mängden värmebärare är oförändrad.

Det är viktigt att inte bara välja den optimala platsen för pumpinstallationen, utan även att installera den korrekt. Vi rekommenderar att du bekantar dig med detaljerna kring installation av cirkulationspump.

Expansionskärlet skapar ett så kallat statiskt tryck. I förhållande till detta värde skapas ett högre hydraultryck på värmesystemets trycksida, och ett lägre tryck på undersidan –.

Undertrycket kan bli så starkt att det når atmosfärstryck eller till och med blir lägre, vilket skapar förutsättningar för luft att komma in i systemet från omgivningen.

I tryckområdet kan luft tvärtom tryckas ut ur systemet, och ibland kan värmebäraren koka. Allt detta kan leda till felaktig funktion av värmetekniken. För att undvika sådana problem bör man säkerställa ett övertryck på sugsidan.

För detta kan man använda en av följande lösningar:

• höj expansionskärlet till en höjd av minst 80 cm över värmeledningarnas nivå;
• placera ackumulatorn på systemets högsta punkt;
• koppla bort ackumulatorns rör från framledningen och överför det till retur efter pumpen;
• installera pumpen inte på returen utan på framledningen.

Att höja expansionskärlet till tillräcklig höjd är inte alltid möjligt. Vanligtvis placeras det på vinden om det finns tillräckligt med utrymme. Det är viktigt att följa installationsreglerna för ackumulatorn för att säkerställa problemfri drift.

Detaljerade rekommendationer för installation och anslutning av expansionskärlet har vi gett i vår andra artikel.

Om vinden inte är uppvärmd måste ackumulatorn isoleras. Det är ganska svårt att flytta tanken till systemets högsta punkt med tvångscirkulation om den tidigare skapats som naturlig.

Man måste göra om en del av rörledningen så att rörens lutning riktas mot pannan. I naturliga system görs lutningen vanligtvis mot pannan.

Ett expansionskärl installerat inomhus behöver inget extra skydd, men om det installeras på en ouppvärmd vind bör man se till att isolera enheten.

Att byta position på tankens rör från framledning till retur är vanligtvis inte svårt. Och det är lika enkelt att genomföra det sista alternativet: att installera en cirkulationspump i systemet på framledningen efter expansionskärlet.

I en sådan situation rekommenderas att välja en så pålitlig pumpmodell som möjligt som under lång tid kan tolerera kontakt med varm värmeöverföringsvätska.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Du kan bekanta dig med intressant information om tvångscirkulationssystem i den här videon:

Mer detaljerad information om beräkningar som behövs vid val av cirkulationspump finns här:

I den här videon beskrivs i detalj konstruktionen och installationsförfarandet för cirkulationspumpen:

Tvångscirkulationssystem är inte så komplicerade som de kan verka vid första anblicken. Men för att genomföra en sådan uppgift måste man göra korrekta beräkningar och utarbeta ett kompetent projekt. Under dessa förutsättningar kan man förse sitt hem med pålitlig och effektiv uppvärmning.

Väljer du den optimala lösningen för att inreda ett tvångscirkulationssystem i ditt hem? Kanske du har frågor som vi inte tog upp i den här artikeln? Ställ dem till vår expert i kommentarsfältet.

Eller vill du komplettera materialet med praktiska råd om installation av pumputrustning? Skriv till oss – dina kommentarer kommer att hjälpa många nybörjare.