Термостаты и автоматика для управления циркуляционным насосом отопления

Автономные системы отопления в частном доме могут быть открытыми и закрытыми, с гравитационной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Оптимальными и более практичными считаются схемы закрытого типа с принудительным движением воды. Энергозависимые тепловые магистрали обеспечивают равномерность подачи теплоносителя во все приборы без снижения температуры нагрева воды. А вот чтобы схема работала бесперебойно, нужна автоматика для циркуляционного насоса отопления – что это и зачем, следует разобраться подробнее.

Схема и принципы работы тепловых насосов

Конструктивно прибор представляет собой комплекс основных и вспомогательных элементов:

1. Рабочее колесо или крыльчатка. Детали с лопастями, которые захватывают жидкость, направляют ее в приборы отопительной системы.
2. Электрический двигатель. Элемент нужен для запуска оборудования в работу.
3. Камера перекачивания. Отсек оснащается патрубками подачи теплоносителя и напора, которые присоединены к трубопроводам системы.
4. Корпус. Служит для защиты прибора от порчи при механическом воздействии, может изготавливаться из чугуна или термостойкого пластика.
5. Клеммы. Коробка с клеммами нужна для подключения агрегата к электрической сети, для получения питания для всех элементов и регулирующих деталей.

Как работает насос: по патрубку подачи в перекачивающую камеру оборудования поступает теплоноситель, далее электромотор запускает работу крыльчатки, лопасти которой захватывают жидкость. После этого давление на теплоноситель повышается, он направляется в патрубок выпуска, который присоединен к трубопроводу магистрали.

Простая схема для насоса для отопления не требует особых умений при монтаже, также не будет проблем с выяснением причины остановки оборудования – нет питания, засорилась крыльчатка. Никаких дополнительных функциональных особенностей нагнетатель не несет, давление в системе не повышает, нужен только для обеспечения нормальной циркуляции жидкости в приборах.

Обвязка

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Приборы автоматики для насосов

Комплекс включает несколько отдельных агрегатов – терморегулятор, реле, источник бесперебойного питания (ИБП). Оборудование требуется для поддержания бесперебойной работы тепловых насосов, а также определения режима нагрева теплоносителя, который транспортируется по магистрали.

Совет! Термостат для циркуляционного насоса отопления пригодится не только в автономной системе, но и централизованной (в квартирах). Устройство устанавливается на радиатор, служит для коррекции интенсивности транспортировки теплоносителя в радиаторе.

Особенности и назначение термостатов

Выбор теплового циркуляционного насоса для отопления дома

Прибор предназначен для контроля нагрева теплоносителя и совмещает функции запорного вентиля и термоэлемента.

Принцип работы термодатчика:

• считывание информации с температурного датчика, который нужен для определения режима нагрева;
• сравнение показателей датчика с заранее установленными настройками нагрева, которые пользователь вводит в меню устройства, определяя температуру включения и отключения насоса;
• осуществление запуска оборудования в работу или отключение насоса.

Основной момент в определении режима – гистерезис. Это интервал запаздывания показателя температуры при запуске и остановке прибора. Как только начинается процесс нагрева теплоносителя, гистерезис плюсуется к показателям температуры, определяющим запуск насоса в работу, а при остывании жидкости установленный гистерезис отнимается.

Задается гистерезис в ручном режиме, хозяин сам может установить интервал в 5 и более градусов. Например, в настройках режима есть заданный уровень температуры +50 С, гистерезис в +7 С, то сначала теплоноситель прогревается до +57 С, затем блок автоматики, осуществляющий управление циркуляционным насосом, запускает агрегат в работу. А вот для отключения нагнетателя нужно остывание теплоносителя до +43 С (50-7).

Совет! Гистерезис следует устанавливать от +5 С, чтобы прибор не запускался и отключался поминутно, поддерживая точность нагрева в 1 градус. При подборе насоса нужно смотреть установки гистерезиса в прошивке, удобнее работать +/-1 градус минимум и +/-10 градусов максимум.

Термодатчик устанавливается рядом с котлом, а если термостат выставляется с учетом данных температуры в комнате, то приборы регулировки котла должны предусматривать внесение изменений в температуру нагрева теплоносителя.

Возможности и принцип работы бесперебойного блока питания

Циркуляционный насос – энергозависимое оборудование, поэтому при отключении электропитания прибор работать не будет. Чтобы не остаться без тепла, хозяину нужно позаботиться о дополнительном источнике питания, которым может стать бесперебойник (ИБП) или генератор. Но генератор работает шумно, а вот блок обеспечения гарантирует тишину, при этом не уступает генераторам по функциональным возможностям. Главное – правильно подобрать источник обеспечения постоянного тока с учетом индивидуальных особенностей системы.

Принцип работы, устройство и ремонт теплового насоса

Можно обойтись без дополнительного источника энергии, если сформировать схему отопления с уклоном трубопроводов в сторону котла – так теплоноситель будет циркулировать самотеком, то есть при отключении электроэнергии дом не останется без тепла. Однако самотечные схемы не подходят для строений более 1 этажа и площадью более 25 м2. На высоту самотеком вода не поднимется, а пока теплоноситель самотеком дойдет до крайнего радиатора, температура снизится, в комнатах будет холодно. Поэтому без насоса, а соответственно, источника дополнительного питания в таких тепловых магистралях не обойтись.

Монтаж ИБП не доставляет сложностей, оборудование оснащено автоматической системой управления, аккумулятором для нагнетателя – такой комплекс обеспечивает энергией блок управления циркуляционным насосом отопления и другие элементы системы, работающие от электричества.

На заметку! В техническом паспорте бесперебойника прописывается объем аккумулятора, стандартное время работы прибора. При выборе ИБП в расчет принимается мощность циркуляционного насоса. А чтобы обеспечить энергией все элементы схемы, источник питания нужно брать с запасом.

Как подобрать автоматический выключатель и провод для электрокотла

admin Дата: 04.02.2019

Для защиты электрических котлов от перегрузки используют автоматические выключатели. Как правильно рассчитать параметры и выбрать автоматический выключатель для электрокотла.

Автоматический выключатель для электрического котла защищает питающий кабель от тепловой перегрузки. Причиной плавления изоляции является длительный перегрев проводов, вызванный избыточным током. Это может привести к короткому замыканию.

Как правило, предохранитель устанавливается на счетчике, на провод, ведущий к защищаемому оборудованию.

Чтобы правильно выбрать проходной выключатель с автоматом нужно подобрать сечение провода, рассчитать номинальный ток электрического котла и учесть характер использования подключаемого оборудования.

Провод

Для подключения электрического котла нужно проложить выделенный кабель. Даже, если котел мощностью до 3 кВт на 220 В, не стоит включать его в сеть через обычную розетку – вы нагрузите внутренние провода электрической разводки без особой на то надобности.

Электрическое оборудование и проборы мощностью свыше 1,5 кВт рекомендуется подключать через медный провод. Медные провода более долговечны, чем алюминиевые, и при одинаковой нагрузке вам потребуется меньший диаметр сечения.

Сечение токопроводящего провода подбирается на основании номинальной мощности подключаемого оборудования и напряжения сети.

Сечение провода по мощности для 220 В будет более толстым, чем для напряжения 380 В с аналогичной мощностью электрического котла.

Расчет сечения провода можно сделать самостоятельно. Для упрощения задачи предлагаем итоговую таблицу сечения алюминиевых и медных жил.

Таблица сечения проводов

Таблица сечений проводов для подключения электрического оборудования

Модели электронного типа

Их еще коротко обозначают как ЭТ. Это устройства автоматического типа, которые помогают поддерживать заданный температурный режим. При необходимости они могут использоваться с любым типом насоса.

Электронный терморегулятор может в автоматическом режиме управлять исполнительными механизмами системы вроде клапанов и насосов, смесителей, котлов.

Как все работает?

Обязательным становится наличие выносного или встроенного термодатчика в конструкции. Он устанавливается в месте, свободном от прямого воздействия других отопительных приборов. С помощью этой детали производится регулировка устройства.

Термодатчик дает ЭТ информацию о том, какая температура сохраняется в окружающей среде. В настоящее время выпускаются цифровые и аналоговые варианты ЭТ.

Первые обладают большей функциональностью, за счет чего и получили широкое распространение.

В свою очередь, модели цифрового типа делятся на две разновидности:

1. с открытой;
2. или закрытой логикой.

Автоматизация циркуляционного насоса

Автоматика для циркуляционного насоса включает в себя несколько приборов:

• Источник бесперебойного питания с аккумуляторной батареей.
• Контроллеры температурного режима.
• Реле давления с выносным манометром.
• Реле сухого хода.

Названые приборы дают возможность функционировать системе отопления после настройки на заданные параметры. После этого не требуется постоянное присутствие человека в доме. Хозяин может уехать на целый день работать или взять несколько выходных. Автоматическое управление циркуляционным насосом проследит за уровнем давления или температуры в системе, аварийно отключив если показатели превысят допустимые.

О монтаже и его особенностях

На подающей части трубопровода регулятора устанавливается клапан терморегулирующего типа. Важно сохранить горизонтальное положение для головки устройства отопления. Недопустимо воздействие прямого солнечного света, тепла в больших количествах.

Радиаторы не могут нормально выполнять свои функции, если они закрыты занавесками или заставлены мебелью. В такой ситуации возникает зона с почти полным отсутствием чувствительности. Это означает, что нет никакого соприкосновения с окружающей средой.

В противном случае

Если по-другому систему отопления установить невозможно, придется использовать датчики дистанционного регулирования, у которых есть чувствительный накладной элемент. Для встраивания в ниши предназначены и так называемые минирегуляторы отопления.

Специалисты рекомендуют осуществлять установку специального запорного вентиля на обратке радиатора отопления. Тогда не придется отключать всю систему отопления от стояка, если понадобится произвести чистку батареи, демонтаж.

Терморегулятор насоса необходимо полностью открывать, когда отопительный сезон заканчивается. После этого на седле клапана не будет образовываться лишний осадок, само устройство просто поворачивается против часовой стрелки.

Есть несколько тепловых режимов, с которыми могут работать разные виды приборов для насоса.

1. лето — 28 °C;
2. ванная комната — 24 °C;
3. гостиная — 20 °C;
4. спальня — 16 °C;
5. внутренний коридор — 11 °C;
6. защита от заморозков — 7 °C.

Нужно обязательно настроить терморегулятор для насоса, прежде чем начинать активную эксплуатацию. На этом этапе создается дополнительное гидравлическое сопротивление. Нужно плавно регулировать дроссельный механизм, чтобы добиться необходимого результата работы насоса.

Обратный и впускной клапан батареи одинаково хорошо помогают справляться с этой же задачей.

Выбор места врезки прибора в систему

Установка циркуляционного насоса предполагается на участке сразу после теплогенератора, не доходя до первой линии разветвления. Не имеет значения выбранный трубопровод – это может быть как подающая, так и обратная магистраль.

Где можно поставить насос?

Современные модели бытовых агрегатов для отопления, выполненных из высококачественных материалов, выдерживают температуру максимум в 100 °C. Однако, на более высокий нагрев теплоносителя большинство систем не рассчитаны.

Температурный показатель теплоносителя в сети персонального отопления нечасто доходит даже до 70 °C. Котел также не прогревает воду выше 90 градусов

Одинаково эффективной будет его работоспособность как на подающей, так и на обратной ветке.

И вот почему:

1. Плотность воды при нагреве до 50 °C равна 987 кг/м3, а при 70 градусах – 977,9 кг/м3;
2. Отопительный агрегат способен вырабатывать гидростатическое давление в 4-6 м водного столба и перекачивать почти 1 т теплоносителя в час.

Из этого можно сделать заключение: малосущественная разница в 9 кг/м3 между статистическим давлением движущегося теплоносителя и обраткой не влияет на качество обогрева помещений.

Бывают ли исключения из правил?

В качестве исключения могут послужить недорогие котлы на твердом топливе — с прямым типом сгорания. В их устройстве не предусмотрена автоматика, поэтому в момент перегрева теплоноситель начинает кипеть.

Установка коллекторной разводки в отопительной системе, применяющей твердотопливный котел считается наиболее эффективной. Однако такого вида обогрев частного дома относится к наиболее сложным в исполнении

Проблемы начинают возникать в том случае, если установленный в подающую магистраль электронасос начинает наполняться горячей водой с паром.

Тепловой носитель проникает через корпус с рабочим колесом и происходит следующее:

1. За счет действия газов на крыльчатку перекачивающего прибора происходит снижение КПД агрегата. В результате коэффициент скорости циркуляции теплового носителя существенно понижается.
2. В расширительный бачок, расположенный вблизи всасывающего патрубка, поступает недостаточное количество холодной жидкости. Перегрев механизма увеличивается и формируется еще больше пара.
3. Большое количество пара при попадании в крыльчатку полностью останавливает передвижение теплой воды по магистрали. Из-за возрастания давления происходит срабатывание клапана предохранителя. Выброс пара осуществляется непосредственно в котельную. Создается аварийная обстановка.
4. Если в этот момент не потушить дрова, клапан не сможет справиться с нагрузкой и произойдет взрыв.

На практике, от начального момента перегрева до срабатывания предохранительного клапана проходит не больше 5 минут. Если же монтировать циркуляционный механизм на обратной ветке, тогда отрезок времени, за который пар поступит в устройство, увеличивается до 30 минут. Этого промежутка будет достаточно для устранения подачи тепла.

В недорогих теплогенераторах, изготовленных из металла невысокого качества, давление срабатывания клапана-предохранителя соответствует 2 Бар. В качественных твердотопливных котлах – этот показатель 3 Бар

Из этого можно сделать вывод, что нецелесообразно и даже опасно устанавливать циркуляционное устройство на подающую магистраль. Насосы для твердотопливных теплогенераторов лучше всего монтировать в обратный трубопровод. Однако к автоматизированным системам это требование не относится.

Отопление с группой отдельных магистралей

Если отопительная система разведена на две отдельные линии, отапливающие правую и левую стороны коттеджа или несколько этажей – более практичным будет установить для каждой из ветвей индивидуальный насос.

При монтаже отдельного прибора для тепловой линии второго этажа появляется возможность экономить, регулируя необходимый режим работы. За счет того, что тепло обладает свойством подниматься, на втором этаже всегда будет теплее. Это позволит снизить скорость циркуляции теплоносителя.

Врезка насоса производится аналогично – на участке, находящемся сразу после теплового генератора до первого ответвления в этом контуре отопления. Обычно при монтаже двух агрегатов в двухэтажном доме расход топлива на обслуживание верхнего этажа будет значительно меньше.

Что такое циркуляционный насос

Это не больших размеров агрегат, который устанавливается в систему трубопровода отопления и перегоняет теплоноситель по всем ветвям системы отопления, то есть обеспечивает циркуляцию горячей воды. Существует большое разнообразие циркуляционных насосов для систем отопления. но для частных домов обычно используются агрегаты с так называемым «мокрым ротором». В чем конструктивная особенность этой модели?

Все дело в том, что подвижные детали насоса, а это в основном ротор и крыльчатка, охлаждаются и одновременно смазываются протекающей внутри насоса жидкостью, то есть теплоносителем. Отсюда и бесшумность работы, и высокий показатель надежности, и небольшие габариты самого агрегата. Приплюсуем сюда долговечность, эффективность и экономичность.

Механические модели

Клапан и термическая головка – главные элементы, без которых невозможно представить практически ни один терморегулятор. При этом последняя выполняет функцию чувствительного элемента. Этим деталям не нужна энергия извне для того, чтобы правильно работать.

В свою очередь, несколько составных частей есть и у термической головки. Это регулятор и привод, жидкостный элемент, иногда встречаются упругие или газовые детали как альтернатива ему.

Внутреннее устройство

Выбирая регулятор температуры, необходимо учитывать все факторы, которые в будущем могут сказаться на работе устройства. Главные его части следующие:

1. шкала с настройкой;
2. фиксирующее заданную температуру, кольцо;
3. механизм компенсационного действия;
4. накидная гайка;
5. шток;
6. золотник;
7. разъемное соединение;
8. чувствительный элемент;
9. термостатический элемент;
10. термостатический клапан.

Правила подключения к электропитанию

Циркуляционный насос работает от электропитания. Подключение выполняется стандартное. Рекомендуется провести отдельную линию электроснабжения с автоматом защиты от скачков напряжения.

Для подключения необходимо подготовить 3 провода – фазный, нулевой и заземляющий.

Выбрать можно любой из методов подсоединения:

• через устройство дифференциального автомата;
• подсоединение к сети вместе с бесперебойником;
• питание насоса от системы автоматики котла;
• с регулировкой от термостата.

Многие задаются вопросом, зачем усложнять, ведь подключение насоса можно осуществить подсоединением вилки к проводу. Именно так перекачивающее устройство включается в обычную розетку.

Однако специалисты не рекомендуют использовать такой метод из-за опасности возникновения непредвиденных ситуаций: здесь нет заземления и страховочного автомата.

Схема с дифференциальным автоматом применяется для так называемых мокрых групп. Построенная таким образом система отопления обеспечивает высокую степень безопасности проводки, оборудования и человека

Первый вариант не сложен в самостоятельной сборке. Необходимо установить дифференциальный автомат на 8 А. Сечение провода подбирается исходя из номинала устройства.

В стандартной схеме, подвод питания выполняется к верхним гнездам – они маркируются нечетными цифрами, нагрузка – к нижним (четные цифры). К автомату будет подключена и фаза, и ноль, поэтому разъемы для последнего обозначают буквой N.

Для автоматизации процесса остановки циркуляции теплового носителя при остывании до определенной температуры, применяется электросхема подсоединения насоса и термостата. Второй монтируется в подающую магистраль.

В момент, когда температурный режим воды снижается до указанного показателя, прибор разъединяет цепь электрического питания.

Для того, чтобы термостат в нужный момент отключал циркуляционный процесс, его устанавливают на металлический участок трубопроводной линии. За счет плохой проводимости полимерами тепла, монтаж на пластиковую трубу повлечет некорректную работу прибора

Нет сложностей и в подаче электричества через бесперебойник, для этого у него есть специальные разъемы. В них же подключается и тепловой генератор, когда есть потребность в обеспечении электричеством.

Если же выбрать метод присоединения насоса к регулирующему щитку котла или автоматике – потребуются хорошие знания в системе электроснабжения или же помощь профессионала.

Открытая логика

Есть и свободно программируемые типы приборов с открытой логикой. Они тоже часто встречаются в насосных изделиях циркуляционного типа. Такие устройства можно легко настроить под любые условия окружающего пространства и температурные режимы.

Но управлять ими довольно сложно, требуется специальная квалификация. Потому они и не получили широкого распространения, в приборах циркуляционного вида закрытая логика встречается чаще всего.

Не стоит экономить на приобретении терморегулятора для отопительной системы, ведь это изделие в разы повышает продуктивность и эффективность.

Источник