Kako su uređeni sustavi grijanja s pumpnom cirkulacijom: sheme organizacije

Osigurati prirodno kretanje nosača topline u krugu grijanja ne uspijeva uvijek čak ni iskusnim majstorima. Događa se da se voda kreće kroz sustav, ali u kuću ne stiže dovoljna količina topline.

Sve češće vlasnici privatnih kuća preferiraju ugradnju sustava grijanja s prisilnom cirkulacijom, koji su prilično raznoliki i praktični. U ovom smo članku pregledali osnovne sheme organizacije grijanja s prisilom, dopunivši materijal preglednim ilustracijama i fotografijama.

Također smo odabrali korisne videozapise s preporukama stručnjaka za montažu pumpe za sustav grijanja. To će omogućiti detaljno razumijevanje pitanja ugradnje pumpe.

Princip rada sustava s prisilom

Cirkulacijska pumpa – mali je električni uređaj, izuzetno jednostavne konstrukcije. Unutar kućišta nalazi se rotor koji se okreće i daje nosaču topline koji cirkulira kroz sustav potrebno ubrzanje. Elektromotor koji osigurava rotaciju troši vrlo malo električne energije, samo 60-100 W.

Prisutnost takvog uređaja u sustavu uvelike pojednostavljuje njegovo projektiranje i montažu. Prisilna cirkulacija nosača topline omogućuje korištenje cijevi za grijanje malog promjera, proširuje mogućnosti pri odabiru kotla za grijanje i radijatora.

Vrlo često sustav prvotno stvoren za prirodnu cirkulaciju radi nezadovoljavajuće zbog niske brzine kretanja toplinskog medija kroz cijevi, tj. niskog cirkulacijskog tlaka. U tom slučaju ugradnja pumpe pomoći će riješiti problem.

Međutim, ne treba pretjerivati s brzinom vode u cijevima, jer ona ne smije biti pretjerano visoka. Inače s vremenom konstrukcija jednostavno neće izdržati dodatni tlak za koji nije predviđena.

Ako se u sustavima s prirodnom cirkulacijom toplinskog medija može koristiti otvoreni ekspanzijski spremnik, tada u prisilnim shemama treba dati prednost zatvorenoj hermetičkoj posudi.

Za stambene prostorije preporučuju se sljedeće granične norme brzine kretanja toplinskog medija:

• pri nazivnom prolazu cijevi od 10 mm – do 1,5 m/s;
• pri nazivnom prolazu cijevi od 15 mm – do 1,2 m/s;
• pri nazivnom prolazu cijevi od 20 mm ili više – do 1,0 m/s;
• za pomoćne prostorije stambenih kuća – do 1,5 m/s;
• za zgrade pomoćne namjene – do 2,0 m/s.

U sustavima s prirodnom cirkulacijom ekspanzijski spremnik obično se postavlja na dovod. No ako se konstrukcija dopuni cirkulacijskom pumpom, obično se preporučuje premjestiti spremnik na povrat.

Uređaj cirkulacijske pumpe vrlo je jednostavan, zadatak ovog uređaja je dati toplinskom mediju ubrzanje dovoljno za svladavanje hidrostatskog otpora sustava.

Osim toga, umjesto otvorenog spremnika treba postaviti zatvoreni. Samo u malom stanu, gdje sustav grijanja ima malu duljinu i jednostavan uređaj, može se izbjeći takva zamjena i koristiti stari ekspanzijski spremnik.

Izračuni za prisilne sustave grijanja

Pravilno organizirani sustav s prisilnom cirkulacijom zahtijeva složene inženjerske proračune. No neke formule omogućuju procjenu stanja sustava i stvaranje preciznije predstave o potrebnim preinakama, osobito kada je riječ o maloj kući ili stanu. Snaga opreme za grijanje obično se odabire na temelju veličina prostorija koje se planira grijati.

Obično proizvođači preporučuju: da protok toplinskog medija, izražen u litrama u minuti, odgovara broju kilovata snage kotla. To znači da će za kotao od 40 W najprikladniji protok toplinskog medija biti 40 l/min.

Na sličan način izračunava se potrošnja vode za pojedinu sobu ili grupu prostorija. U tom slučaju orijentira se na ukupnu snagu radijatora postavljenih u tom dijelu.

Brzina kretanja toplinskog medija kroz krug sustava grijanja u velikoj mjeri ovisi o tome koliko je ispravno odabran promjer cijevi.

Promjer cijevi za grijanje određuje se u skladu s utvrđenim protokom toplinskog medija:

• Pri protoku od 5,7 l/min potrebne su cijevi od pola inča;
• Pri protoku od 15 l/min potrebne su cijevi od tri četvrtine inča;
• Pri protoku od 30 l/min potrebne su cijevi od jednog inča;
• Pri protoku od 53 l/min potrebne su cijevi od jednog i četvrt inča;
• Pri protoku od 83 l/min potrebne su cijevi od jedan i pol inča;
• Pri protoku od 170 l/min potrebne su cijevi od dva inča;
• Pri protoku od 320 l/min potrebne su cijevi od dva i pol inča itd.

Da biste odredili parametre prikladne cirkulacijske pumpe, morate izmjeriti duljinu cijelog grijaćeg kruga na koji će se ona spojiti. Za deset metara sustava potrebna je visina dizanja pumpe od 0,6 m. Jednostavnim izračunom dobivate da će za sustav duljine 60 metara biti potrebna pumpa od 3,6 m.

Međutim, ovi su parametri točni samo za sustav u kojem je ispravno odabran promjer cijevi, kao što je gore navedeno. Ako su korištene preuske cijevi, morat ćete uzeti snažniju pumpu kako biste prevladali prekomjerni hidraulički tlak koji nastaje u sustavu zbog pogrešnog odabira cijevi.

Detaljne preporuke za odabir cirkulacijske pumpe naveli smo u ovom članku.

Automatski odzračnik ili mehanički uređaj za odvođenje viška zraka (Kran Majevskog) potrebni su za odvod zraka iz zatvorenog sustava. Ovi uređaji su nužni u grijaćim krugovima, omogućuju sprječavanje problema zračnih džepova. Takvi se uređaji postavljaju na radijatore, na dovodne uspone, kao i na problematična mjesta složenih shema grijanja.

Ovo pravilo djeluje i u obrnutom smjeru: ako su cijevi šire nego što je propisano standardom, trebate smanjiti izračunatu snagu cirkulacijske pumpe.

Važna komponenta prisilnih sustava grijanja je sigurnosna grupa:

Stručnjaci preporučuju kupnju ne jednog, već dva takva uređaja. Jedan – glavni, a drugi – rezervni. Može se instalirati na bypass ili držati u smočnici.

Cirkulacijska pumpa obično je otporna na kvarove, ali je osjetljiva na kvalitetu vode u krugu grijanja. Kako bi se produžio rad opreme za grijanje, ima smisla osigurati filtriranje rashladne tekućine i pravovremene mjere za ispiranje sustava.

Sheme sustava s prisilnom cirkulacijom

Sustavi grijanja s prisilnom cirkulacijom razlikuju se na sljedeći način:

• kao jednocijevni ili dvocijevni (način spajanja cijevi na radijatore);
• s vertikalnim usponima ili horizontalnim razvodima;
• slijepe petlje ili s prolaznim kretanjem rashladne tekućine
• s gornjim ili donjim razvodom.

Jednocijevni sustavi sve su rjeđi jer njihovi nedostaci znatno nadmašuju prednosti. To je vrlo jednostavna varijanta pri kojoj su radijatori spojeni u seriju. Rashladna tekućina prolazi redom kroz svaki uređaj za grijanje, postupno se hladeći.

Očito je da će pri takvoj shemi prvi radijatori bolje grijati sobu od onih na kraju sustava. Potrebno je postaviti više radijatora na završnom dijelu voda nego na početku kako bi se izjednačila razlika u temperaturi.

Jednocijevni sustavi grijanja jednostavni su za izvedbu i jeftini, ali problem neravnomjernog zagrijavanja i ovisnosti o kvaru jednog radijatora učinio ih je gotovo nepotrebnima u suvremenim uvjetima.

Takav je uređaj iznimno nepraktičan jer se u slučaju kvara ne može isključiti samo jedan radijator; potrebno je ispustiti rashladnu tekućinu iz cijelog kruga. Dvocijevna shema podrazumijeva paralelno spajanje svakog radijatora pomoću dvije cijevi na zajednički vod.

Naravno, za to će se morati upotrijebiti više materijala, a ukupni troškovi i vrijeme montaže bit će veći nego kod jednocijevne varijante.

Dvocijevni sustavi grijanja omogućuju ravnomjerno zagrijavanje svake prostorije, pri čemu kvar jednog radijatora neće biti razlog za isključivanje cijelog kruga.

Na svaki radijator u dvocijevnom spoju ugrađuju se zaporni ventili. To omogućuje, ako je potrebno, uklanjanje ili isključivanje samo jednog radijatora, dok ostali elementi sustava nastavljaju raditi u uobičajenom načinu rada.

Zagrijavanje se kod takve sheme izvodi ravnomjerno, jer nosač topline ulazi u svaki radijator zasebnom linijom, a zatim se vraća u kotao radi zagrijavanja, umjesto da se kreće kroz ostale radijatore.

Vertikalni usponi koriste se u višekatnim zgradama; na njih je prikladno povezivati radijatore smještene na različitim katovima. Vertikalna konstrukcija pospješuje brzo uklanjanje zraka koji je dospio u sustav, što znatno smanjuje vjerojatnost stvaranja zračnih čepova.

Izrada vertikalnog sustava grijanja neće biti jeftina, no radi se o učinkovitoj shemi, otpornoj na stvaranje zračnih čepova; odlično je prikladna za ugradnju u višekatne zgrade.

Kod horizontalnih shema, glavni vod na koji se paralelno povezuju radijatori, nalazi se, kao što je jasno iz naziva, u vodoravnoj ravnini. Ovaj tip sustava prikladan je za grijanje jednokatnih zgrada velike površine.

Relativno jeftina opcija nije zaštićena od stvaranja zračnih čepova. Kako bi se spriječio ovakav problem, koriste se automatski odzračivači. Pravila za uklanjanje zračnog čepa iz sustava grijanja detaljno smo obradili ovdje.

Horizontalni sustavi grijanja relativno su jeftini; obično se koriste pri projektiranju zgrada velike površine s jednim ili dva kata.

Neravnomjerno zagrijavanje nije karakteristično samo za jednocijevne sustave, već i za slijepu inačicu grijanja, koja je prilično raširena.

U takvoj shemi, dotok nosača topline događa se u smjeru suprotnom od kretanja povratnog voda. Kao rezultat, u sustavu se pojavljuju radijatori koji dobivaju već donekle ohlađeni nosač topline, koji nakon njih ulazi u povratnu cijev.

U slijepim sustavima, radijatori udaljeni od dobavnog uspona dobivaju manje topline od onih smještenih uz njega. U shemama s istosmjernim kretanjem, svi elementi sustava funkcioniraju u jednakom režimu.

Kao rezultat, u prve radijatore od uspona ulazi više topline, a u udaljene – manje. Na manjim površinama ovaj trenutak možda nije tako primjetan, ali u prostranim kućama bit će osjetan. U ovoj situaciji preporučuje se napraviti nekoliko manjih po dužini magistrala, umjesto jedne dugačke, kako bi sav nosač topline cirkulirao kroz grane približno jednakom temperaturom.

Popratna shema temelji se upravo na istoj duljini cirkulacijskih petlji po cijeloj kući, što omogućuje postizanje iznimno precizne ujednačenosti grijanja. No provedba ove varijante razvoda nije jednostavna, jer će biti potrebno provesti velik broj cijevi.

Gornji razvod u sustavima grijanja koristi se kada postoji potkrovlje na kojem se može postaviti ekspanzijska posuda. Ako ta mogućnost ne postoji, može se uspješno izvesti donji razvod grijanja.

Gornji i donji razvod dobili su naziv prema mjestu polaganja dovodne cijevi. U prvom slučaju toplinski nosač ulazi u sustav odozgo, a u drugom – odozdo.

Pri gornjem razvodu ekspanzijska posuda postavlja se na najvišoj točki sustava, toplinski nosač se širi sustavom pod utjecajem gravitacije. Povrat će ovdje biti smješten ispod radijatora. Za provedbu takvog projekta u privatnoj kući potrebno je potkrovlje na kojem se posuda i postavlja.

Ako ne postoje uvjeti za gornji razvod, koristi se druga varijanta, kada se dovod toplinskog nosača vrši odozdo, a povrat je postavljen iznad radijatora. Zadatak premještanja toplinskog nosača dovoljno velikom brzinom uglavnom se povjerava cirkulacijskoj pumpi.

Takvu shemu montiraju postupno, od donjeg kata prema gornjem, pritom dovodni vod postavljaju s blagim nagibom kako bi spriječili stvaranje zračnih čepova.

Za uklanjanje zračnih čepova, komunikacije grijanja opremaju se automatskim odzračivačima:

Gdje postaviti cirkulacijsku pumpu?

Najčešće se cirkulacijska pumpa postavlja na povrat, a ne na dovod. Smatra se da je ovdje rizik od brzog trošenja i kvara uređaja niži jer je toplinski nosač već ohlađen. No za moderne pumpe to nije nužno, jer su u njih ugrađeni ležajevi s takozvanim vodenim podmazivanjem. Oni su već namijenjeni upravo takvim uvjetima rada.

To znači da se cirkulacijska pumpa može instalirati i na dovod, tim više što je ovdje hidrostatski tlak sustava niži. Mjesto ugradnje uređaja uvjetno dijeli sustav na dva dijela: područje tlačenja i područje usisavanja. Pumpa instalirana na dovodu, odmah nakon ekspanzijske posude, ispumpavat će vodu iz spremnika i tlačiti je u sustav.

Cirkulacijska pumpa u sustavu grijanja dijeli krug na dva dijela: područje tlačenja u koje ulazi toplinski medij i područje razrjeđenja iz kojeg se on ispumpava

Ako je pumpa instalirana na povratu ispred ekspanzijske posude, tada će tlačiti vodu u posudu, ispumpavajući je iz sustava. Razumijevanje ove točke pomoći će u razmatranju značajki hidrauličkog tlaka na različitim točkama sustava. Kada pumpa radi, dinamički tlak u sustavu s nepromijenjenom količinom toplinskog medija ostaje konstantan.

Važno je ne samo odabrati optimalno mjesto za montažu pumpne opreme, već je i pravilno instalirati. Preporučujemo Vam da se upoznate s nijansama ugradnje cirkulacijske pumpe.

Ekspanzijska posuda stvara takozvani statički tlak. U odnosu na ovaj pokazatelj, u području tlačenja sustava grijanja stvara se povišeni hidraulički tlak, a u području razrjeđenja – sniženi.

Razrjeđenje može biti toliko jako da dosegne razinu atmosferskog tlaka ili čak bude niže, a to stvara uvjete za ulazak zraka u sustav iz okolnog prostora.

U području povećanja tlaka zrak može, naprotiv, biti istisnut iz sustava, ponekad se opaža vrenje toplinskog medija. Sve to može dovesti do nepravilnog rada opreme za grijanje. Kako bi se izbjegli takvi problemi, potrebno je osigurati nadtlak u području usisavanja.

U tu svrhu može se koristiti jedno od sljedećih rješenja:

• podići ekspanzijsku posudu na visinu od najmanje 80 cm od razine položaja cijevi grijanja;
• postavite spremnik na najvišoj točki sustava;
• isključite priključak spremnika s dovoda i prebacite ga na povrat nakon crpke;
• ugradite crpku ne na povratu, već na dovodu.

Podizanje ekspanzijskog spremnika na dovoljnu visinu nije uvijek moguće. Obično se postavlja na tavanu, ako tamo ima dovoljno prostora. Pritom je važno pridržavati se pravila ugradnje spremnika kako bi se osigurao nesmetan rad.

Detaljne preporuke za ugradnju i priključivanje ekspanzijskog spremnika naveli smo u drugom našem članku.

Ako tavan nije grijan, spremnik će se morati obavezno izolirati. Prilično je teško premjestiti spremnik na najvišu točku sustava s prisilnom cirkulacijom ako je prethodno bio izveden kao prirodni.

Morat će se preinačiti dio cjevovoda kako bi nagib cijevi bio usmjeren prema kotlu. U prirodnim sustavima nagib se obično radi prema kotlu.

Ekspanzijski spremnik ugrađen u prostoriji ne zahtijeva dodatnu zaštitu, ali ako se ugrađuje na negrijanom tavanu, treba se pobrinuti za toplinsku izolaciju tog uređaja.

Promjenu položaja priključka spremnika s dovoda na povrat obično nije teško izvesti. Jednako je jednostavno ostvariti posljednju varijantu: ugraditi cirkulacijsku crpku u dovodni vod iza ekspanzijskog spremnika.

U takvoj situaciji preporučuje se odabrati maksimalno pouzdan model crpke koji će dugo vremena moći podnositi kontakt s vrućim toplinskim medijem.

Zaključci i koristan video na temu

Zanimljive informacije o prisilnim sustavima grijanja možete pronaći u ovom videu:

Detaljnije informacije o proračunima potrebnim pri odabiru cirkulacijske crpke možete pronaći ovdje:

U ovom videu detaljno je opisan uređaj i postupak ugradnje cirkulacijske crpke:

Prisilni sustavi grijanja nisu tako složeni kao što se mogu činiti na prvi pogled. No, za ostvarenje takvog zadatka potrebno je pravilno izvršiti proračune i sastaviti kvalitetan projekt. Uz poštivanje ovih uvjeta možete osigurati svojem domu pouzdano i učinkovito grijanje.

Odabirete li optimalnu shemu za opremanje sustava grijanja s prisilnom cirkulacijom u svojoj kući? Možda imate pitanja koja nismo obradili u ovom članku? Postavite ih našem stručnjaku u komentarima.

Ili želite dopuniti materijal praktičnim savjetima za ugradnju crpne opreme? Pišite nam – vaše primjedbe pomoći će mnogim početnicima.