Зачем нужен насос для отопления частных домов. Система дистанционного управления отоплением загородного дома, дачи или коттеджа

Максимально простые в исполнении блочные, энергоэффективные и компактные инженерные решения - это основная цель компании «ТРИА Комплекс инженерных систем» в реализации инженерных систем. Данный подход к их созданию не исключает также высокой скорости монтажа инженерного оборудования и его быстрого ввода в эксплуатацию.

Здесь мы рассмотрим задачу создания для ряда строений на одной территории теплового пункта, который может традиционно занимать отдельное помещение. Здесь будет предложено компактное решение для создания индивидуального теплового пункта (ИТП) размером с чемодан, который легко встраивается в стену, как коллекторный шкаф системы отопления.

Итак, перед заказчиком стоит задача обеспечить теплом и горячей водой несколько небольших построек на территории, прилегающей к частному загородному дому или коттеджу. Эти постройки могут быть разные: домик охраны, баня, здание спорт-площадки и инвентаря, дом прислуги, гостевой домик и так далее. Для этого скорее всего придется организовывать в каждой из таких построек тепловой пункт.

О тепловом пункте

Здесь придется прояснить и пояснить некоторые вопросы, связанные с данными техническими решениями.

Почему так часто в повседневной жизни все говорят про котлы и котельные, а про тепловые пункты говорят только инженеры? Чем котельная отличается от теплового пункта?

Тепловой пункт и котельная - это, по-сути, одно и тоже. Отличаются они только тем, что в котельной есть теплогенерирующий агрегат (он же котел), а в тепловом пункте его нет. В тепловой пункт только приходят трубы с теплоносителем, а дальше этот теплоноситель распределяется на нужды внутренних инженерных систем.

Для того, чтобы готовить горячую воду, теплоноситель для отопления и теплого пола, необходимо установить оборудование теплового пункта, под который придется выделить отдельное помещение.

Дело в том, что оборудование теплового пункта включает внушительный функционал инженерного оборудования, в который входит целый комплекс труб и теплообменников, которые и готовят для каждой инженерной системы воду требуемой температуры.

Здесь мы расскажем по порядку, что происходит в тепловом пункте. С помощью простых слов и предложений мы коротко поясним суть происходящих в нем процессов, а эти знания помогут заказчику быстрее разобраться с оборудованием теплового пункта, затратами на его создание и другими вопросами.

Итак, на входе в тепловой пункт приходят две трубы: труба с холодной водой и труба теплового ввода с горячей (тепловые станции могут получать воду до 90°С).

Готовит теплоноситель для напольного отопления

По трубе теплового ввода тепловой пункт получает теплоноситель от системы теплоснабжения из централизованной котельной (вода может иметь температуру 90°С), затем для системы теплого пола в специальных теплообменниках понижает температуру теплоносителя, которая не может быть очень высокой, иначе ходьба по горячему «теплому полу» будет похожа на хождение по горящим углям. Кстати, температура теплоносителя в системе напольного отопления составляет от 30 до 50°С.

Нагревает горячую воду

Для нужд горячего водоснабжения в тепловом пункте происходит нагрев холодной воды за счет получения энергии от теплоносителя, пришедшего по трубе теплового ввода.

Готовит теплоноситель для системы отопления коттеджа

Ну и для системы отопления коттеджа в тепловом пункте через теплообменник происходит нагрев теплоносителя в циркуляционном контуре системы отопления, вода в котором также постоянно циркулирует, чтобы радиаторы всегда были горячими. Нагрев производится от рециркулирующей линии теплового ввода.

Понятно теперь, что функционал теплового пункта очень насыщен, оборудование для его размещения требует определенного места.

Теперь раскроем возможные варианты теплоснабжения коттеджей и частных загородных домов.

Существует два основных варианта организации теплотрасс и тепловых пунктов в такого рода постройках.

1-й вариант теплоснабжения

Например, домики в коттеджном поселке выходного дня на территории одного участка обычно отапливаются централизовано. Выглядит это так.

Здесь к постройкам идут три трубы: это подача-обратка теплоснабжения и холодная вода.

В этом случае для подготовки горячей воды для душей и кранов холодная вода будет греться на месте, поэтому нужен бойлер.

2-й вариант теплоснабжения

В больших городах используется другой вариант теплоснабжения частных домов и коттеджей. Здесь прокладывают еще трубу горячего и циркуляционного водоснабжения. Схематически этот вариант теплоснабжения можно представить так:

На рисунке видно пять труб:

это подача-обратка теплоснабжения,
холодная вода,
горячая вода
и рециркуляция (если бы не было рециркуляционный линии на горячую воду, то горячая вода в трубе бы остывала, и, открыв кран, пришлось бы долго ждать, когда пойдет эта самая горячая вода, перед тем, как принять ванну).

Во втором случае можно не выделять место под бойлер и сэкономить место в тепловом пункте.

Наша основная задача - минимизировать место под этот самый тепловой пункт, экономя площадь помещений, путем применения эффективных инженерных решений, а также самого современного и компактного оборудования.

Таким образом, чтобы минимизировать площадь помещения теплового пункта, необходимо убрать из него бойлер. Но в этом случае у нас появляется еще две трубы теплотрассы для горячей воды и рециркуляции, что, несомненно, влечет за собой затраты на земляные работы и материал для труб.

Майбес для компактных тепловых пунктов

Чтобы не усложнять инженерное решение и остаться с теплотрассой, как в первом варианте, можно использовать решение на базе оборудования немецкой компании Meibes . Meibes давно известна своими решениями в области техники быстрого монтажа.

Решение строится на базе использования станций для индивидуального отопления. Станции также применимы для поквартирного отопления и учета теплоты. Внешний вид станции показан ниже.

Станции Meibes LogoTherm (в частности LogoComfort RUS) позволяют производить отопление помещений как водяными отопительными приборами, так и системой «теплый пол», обеспечивая приготовление горячей воды в параллельном режиме. Отопительной нагрузки станции в 25 кВт хватит для отопления квартиры или коттеджа, частного дома или другого здания площадью до 200 м². Станция также может обеспечить параллельную подготовку до 17 литров горячей воды в минуту при нагреве ее на 45К.

К станции можно подключить «теплый пол» параллельно к трубам отопления. Для этого достаточно поставить рядом небольшой коллекторный шкаф с гребенкой для системы напольного отопления совместно с узлом понижения температуры.

Современная электростанция на дровах является очень эффективным и при этом относительно недорогим оборудованием, основным топливом в которой являются дрова. Сейчас это оборудование достаточно широко используется в частном жилом секторе, а также на небольших производственных площадях и в походных условиях.

Принцип классической схемы

Само понятие «на дровах» по которому работает тепловая электростанция на дровах нужно понимать, что в качестве топлива, имеется возможность использовать разнообразные материалы способные гореть. При этом, самым распространенным и часто используемым ресурсом являются именно дрова. Вы можете электростанции на дровах купить из большого представленного на рынке ассортимента по относительно невысокой стоимости. Основное устройство этих видов электростанций такое:

Печь.
Специальный котел.
Турбина.

При помощи печи происходит нагревание котла в котором находится вода или же может находиться специальный для этого газ. Затем вода направляется по трубопроводу к турбине. Она вращается и при помощи этого в специально смонтированном генераторе преобразуется электричество. Электростанции на дровах своими руками сделать достаточно просто и это не займет очень много времени и значительных финансовых вложений.

Основные особенности работы

При работе электростанции, вода не будет сразу испаряться, а постоянно будет ходить по контуру. Отработавший пар охлаждается и затем опять становится водой и так по кругу. Некоторым недостатком подобной схемы работы мини электростанции на твердом топливе является достаточно высокая взрывоопасность. Если вдруг вода, которая находится в контуре сильно перегреется, тогда котел может не выдержать и его разорвет давлением. Для предотвращения этого, используются современные системы и автоматические клапаны. Вы всегда можете купить походную электростанцию на дровах, которая имеет высокие показатели эффективности и безопасности совсем недорого по стоимости.

Также, в стандартной схеме генератора на пару имеются некоторые требования к используемой воде. Обычную воду из под крана заливать в это оборудование не рекомендуется. Потому, как в ней большое количество солей, что с течением определенного времени станет основной причиной возникновения налета на стенках используемого котла и в трубах электростанции, которая использует дрова в качестве основного топлива.

Такой налет, имеет пониженную теплопроводность, что негативно скажется на работе твердотопливной электростанции купить, которую вы можете с любыми необходимыми рабочими параметрами по самой приемлемой стоимости. Но, сейчас, проблемы и сложности с образованием налета, могут достаточно быстро и легко решаться, при помощи использования специализированных средств, которые разработаны для борьбы с появлением налета. Они дают прекрасную возможность, очень быстро и эффективно справится с образованием налета в подобном оборудовании, что в значительной степени упрощает процесс эксплуатации электростанций, которые в качестве топлива используют дрова.

Различные варианты электростанций на дровах

Сейчас очень популярной и недорогой является твердотопливная туристическая мини электростанция, которую можно приобрести из большого представленного ассортимента. Такие электростанции пользуются высокой популярностью и востребованностью у большого числа туристов и путешественников. В этом оборудовании используется специальное твердое топливо, которое обеспечивает высокие показатели эффективности, надежности, а также безопасности в эксплуатации.

Миниэлектростанция использующая в виде топлива дрова, является достаточно успешным и уже давно применяемым оборудованием, которое может быть использовано в различных сферах деятельности человека. Очень популярны, такие виды электростанций у дачников, где могут быть частые проблемы с отключением электричества, а также в труднодоступных регионах где отсутствуют линии электропередач. Помимо этого, все большую популярность сейчас приобретают походные варианты электростанций, которые используют дрова или любые другие твердотопливные элементы.

Когда-то давно каждый дом обогревался собственным очагом, потом наступила эпоха гигантских теплоцентралей. Теперь же идёт обратный процесс - всё больше семей в развитых странах приобретают миниатюрные устройства, способные заметно уменьшить сумму счетов за электроэнергию и заодно обеспечить обогрев дома и доставку горячей воды зимой.

Одновременная генерация электричества и тепла - идея очень старая. Собственно, по такой схеме, позволяющей более полно использовать энергию топлива, работают теплоэлектроцентрали. Но если в дома электричество доставляется с более-менее низкими потерями, то потери тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения довольно велики. Особенно в России, где зимой зачастую подземные тепловые трассы отлично видны на поверхности - на них нет снега.

На Западе давно развивается альтернативное направление в снабжении зданий электричеством и теплом - сравнительно небольшие комбинированные станции, обеспечивающие тепловой и электрической энергией группы домов, больницы или небольшие предприятия. А за последние несколько лет децентрализация в этой области достигла своего логического завершения - появления необычайно компактных домашних теплоэлектростанций.

На кухне генераторы типа MicroCHP можно спутать со стиральной или посудомоечной машиной, благо размеры и внешность - такие же и шума — почти нет. Впрочем иногда эти машины ставят в подвале — с глаз долой (фото с сайта treehugger.com).

Называются они «Микро-комбинированные теплоэнергетические устройства» (Micro Combined Heat and Power — MicroCHP). В их основе лежат очень маленькие и исключительно тихие ДВС (в редких моделях - стирлинги), соединённые с небольшим генератором. Работают они на природном газе, благо газовые сети широко распространены, а многие дома оборудованы газовыми плитами.

Главная изюминка MicroCHP - в букве «C», означающей «комбинированные». Вспомните, что КПД двигателя внутреннего сгорания - порядка 30%, остальная энергия сгоревшего топлива в буквальном смысле улетает в трубу. А в MicroCHP она не теряется зря: нагревает воду в водопроводе или воздух в доме, а во многих моделях - и то и другое сразу. Эти агрегаты производят около пяти фирм из Японии, Новой Зеландии, Европы и, с недавних пор, США.

Выгода очевидна - MicroCHP обеспечивает дом электричеством и теплом при минимальных эксплуатационных затратах (начальная цена установки - другой вопрос, и об этом - ниже).

В часы, когда потребляется минимум электроэнергии, домашняя электростанция может поставлять электричество в распределительную сеть города или района. Благо рассчитаны такие устройства чуть не на круглосуточную работу, а их движки сконструированы так, что имеют высокий моторесурс.

Дальше всё зависит от разумности местных законов и расторопности энергокомпаний. Современные электронные счётчики позволяют не только регистрировать энергию, забранную домом из сети, но и вычитать из неё энергию, поставленную в обратном направлении - из дома в сеть. А счета выписывать только за разницу в этих величинах.

Схема работы MicroCHP. Фиолетовым показаны газовые трубы. Печь (указана её эффективность) потребляет газ лишь при лютом морозе, а обычно нагревает воздух исключительно за счёт бросового тепла, которое передается от стоящего рядом ДВС. Топливная эффективность комбинированного генератора показана суммарная - по выработке электричества и тепла для дома (иллюстрация Climate Energy).

Такая схема уже давно работает во многих странах, она была отработана ещё на домашних хозяйствах, установивших солнечные батареи или ветряки в качестве дополнительных генераторов электричества.

Десятки тысяч домов в Японии и Европе уже оснащены различными моделями портативных комбинированных теплоэлектрогенераторов, а недавно системы MicroCHP начали завоевание Нового Света с установки первых таких машин у нескольких семей.

В частности, речь идёт о вариации MicroCHP, созданной японской компанией Honda совместно с американской Climate Energy .

Этот MicroCHP соединил в себе японский ДВС-электрогенератор (также работающий на природном газе) с американским газовым нагревателем.

Основной режим устройства - работа только ДВС. Он поставляет 1,2 киловатта электричества, а его теплообменник обеспечивает обогрев дома.

Комбинированный электро- и теплогенератор Honda невелик по размерам. Благодаря продуманной конструкции его работу сопровождает крайне низкий шум - сопоставимый с очень тихим разговором. По уровню звука разница с переносными бензиновыми электрогенераторами - многократная. Справа: японско-американский комплект от компании Climate Energy: тот же комбинированный ДВС-генератор и подогреватель воздуха, работающий с японским аппаратом в тандеме (фото Honda).

Суммарный КПД этого комбинированного генератора, в зависимости от нагрузки, составляет 83-90%, то есть такая доля энергии, содержащейся в метане, превращается в электричество и тепло для дома.

А поскольку природный газ - топливо сравнительно недорогое, выгода в сравнении со 100-процентной покупкой электричества в сети очевидна. Ну и газовые компании не в накладе: потребители платят по газовому счётчику.

В самый же пик морозов, когда бросового тепла от ДВС уже не будет хватать для поддержания в доме нормальной температуры, хозяева этого японско-американского агрегата могут включить дополнительно газовый обогреватель, встроенный в систему.

Такая комбинация воздухонагревателя и ДВС-генератора выбрасывает на 30% меньше углекислого газа на каждый джоуль выработанной в сумме электрической и тепловой энергии по сравнению с классической схемой с использованием централизованной теплоэлектростанции.

MicroCHP от Honda со снятой стенкой (фото Honda).

Увы, сами MicroCHP недёшевы - модель, генерирующая киловатт электричества плюс тепло, достаточное для коттеджа в три спальни, стоит $13 тысяч. Система на несколько киловатт электрической мощности стоит уже $20 тысяч.

С другой стороны, если речь идёт о постройке нового дома, для которого и так пришлось бы покупать системы обогрева помещений и нагрева воды в водопроводе, из этой суммы нужно вычесть более половины - ведь MicroCHP заменяет собой эти отдельные устройства.

Далее нужно учесть, что в ночные часы работающий генератор «продаёт» электричество местной сетке. В США, к примеру, такая 1-киловаттная установка уменьшает суммарный счёт за электричество примерно на $800 в год. Стало быть, комбинированный агрегат окупится лет за семь. Дальше - чистая экономия.

Да и всем прочим от таких аппаратов есть выгода: ведь общие выбросы вредных веществ сокращаются. Уменьшается нагрузка на большие электростанции, энергосети могут меньше беспокоиться о перегрузках в часы пик.

Так что круг замкнулся. Разве только «домашний очаг» теперь больше похож на стиральную машину. Разумеется, если не принимать во внимание популярные домашние камины. Но они несут, по большей части, декоративную функцию.

Вопрос, для чего необходим циркуляционный насос в системе отопления частного дома, сегодня встречается не так часто. Потребители давно поняли, что этот небольшой прибор решает многие проблемы, связанные с эффективной работой отопительной системы в целом.

Во-первых, с его помощью увеличивается коэффициент полезного действия. Во-вторых, есть возможность сэкономить на материалах и элементах отопления. Обо всем этом ниже.

Особенности принудительной циркуляции

Установленный в систему циркуляционный насос создает внутри небольшое давление. При этом теплоноситель движется с небольшой скоростью, равномерно распределяя тепло по всем радиаторам.

Неужели естественная циркуляция теплоносителя не может распределить тепловую энергию равномерно?

Может, но ввиду того, что строящиеся загородные частные дома становятся все больше в размерах, а соответственно схемы разводки трубных магистралей становятся все сложнее, теплоносителю все труднее преодолевать конфигурации трубных схем. И в таких домах без циркуляционного насоса просто не обойтись.

Преимущества

Под действием насоса теплоноситель быстрее проходит по всему контуру системы отопления, возвращаясь в нагревательный котел. При этом его температура не будет низкой. А значит, нагревать не сильно охлажденный теплоноситель будет проще. Меньше затрат на потребление топлива.

Для естественной циркуляции теплоносителя необходим большой его объем, чтобы в массе своей он смог держать необходимую температуру. Соответственно для нормальной работы отопительной системы в частном доме понадобятся трубы с большим диаметром, радиаторы с широкими полостями, запорная арматура под стать трубам.

Для системы, в которой установлен насос, нет необходимости держать большой объем теплоносителя. Поэтому можно спокойно использовать трубы и запорную арматуру с меньшим диаметром. А это снижение цены на все изделия и экономия на материалах.

Недостатки

В принципе, недостаток у такого отопления всего лишь один – это энергозависимость. Работает устройство от электрического тока. Во-первых, это пусть и небольшие, но затраты. Во-вторых, при отключении подачи тока насосный агрегат перестает работать.

Конечно, мастера, учитывая данную ситуацию, устанавливают байпас, через который отопление начинает работать по принципу естественной циркуляции горячей воды. А это снижение эффективности работы, плюс снижение КПД.

Подбор прибора

Ответственный момент – это правильно рассчитать мощность устанавливаемого насоса. Здесь учитывается два показателя:

объем перегоняемой массы воды, м³/ч;
напор, измеряемый в метрах.

Сделать правильный расчет, если вы в этом деле неспециалист, очень сложно. Здесь приходится учитывать сложность схемы разводки трубных магистралей, количество радиаторов и запорной арматуры, мощность отопительного котла, материалы, из которых изготовлены трубы и другие приборы отопления. Поэтому этот этап лучше всего переложить на плечи профессионала.

Если все-таки вы решили взять ответственность на себя, тогда лучше всего приобрести насос, в котором можно переключать скорости перемещения теплоносителя.

Идеальный вариант – с автоматической регулировкой. Стоит такой прибор в разы дороже обычного образца, зато вы спокойны, что можете сами настроить его под необходимые параметры отопительной системы дома.

Пример расчета

Перед тем как выбрать насос, необходимо провести следующий расчет. К примеру, отопительный котел установлен в подвальном помещении. Ваш дом – это двухэтажное строение. Система отопления – это однотрубная разводка.

То есть, получается так, что самая высокая точка отопительной системы – это верхние края радиаторов, установленных на втором этаже. Это притом, что в доме установлена закрытая система отопления.

Расчет напора

От трубы обратного контура, которая входит в котел (именно этот участок и является местом установки прибора) необходимо замерить расстояние до верхнего края радиатора второго этажа. Это и будет напор насосного устройства. По сути, получится так:

2,5 м – высота подвала;
3 м – высота первого этажа;
два перекрытия – 0,5 м;
расстояние от пола до верхнего края радиатора – 0,6 м.

Сумма равна 6,6 м. Значит, вам потребуется насос с напором 7 м.

Для этого необходимо знать отапливаемую площадь частного дома. Для примера пусть будет 200 м². Чтобы в частном доме было тепло, необходимо придерживаться соотношения: 1 кВт тепловой энергии на 10 м². То есть, вам потребуется 20 кВт.

Следующий показатель – разница температур на подающем и обратном контуре. Специалисты рекомендуют в пределах 10 °C. То есть, если на выходе из котла температура теплоносителя будет +70 °С, то при входе +60 °С. Теперь проводите вот такое математическое действие: 20:10=2. Это и есть мощность насоса, измеряемая в м³/ч.

Как видите, выбрать насос не так уж и сложно. Конечно, это простейший расчет без учета различных нюансов. Но его можно взять за основу, приплюсовав 20% на всякий случай.

Монтаж

Заниматься установкой циркуляционного насоса самостоятельно, если вы не знаете всех нюансов монтажного процесса, лучше не стоит. Но ознакомиться с технологией и последовательностью нужно.

Место установки

Насос устанавливается на обратке рядом с отопительным котлом. Это делается с одной-единственной целью – снизить температурные нагрузки на уплотнители, манжеты и прокладки, которые используются в конструкции самого агрегата. Под действием высоких температур они быстро выходят из строя.

Существует два типа устройств: с мокрым ротором и сухим. Обычно первый вариант это маломощные насосы, используемые для отопления небольших частных домов. Его врезают прямо в трубопровод, соединяя с двух сторон резьбой. Второй – это более мощная установка. Такие насосы чаще всего соединяются при помощи фланцев.

Запорная арматура и фильтр

Насос отсекается от трубы двумя вентилями (шаровыми кранами), которые при необходимости проведения ремонта, закрываются.

Обязательно устанавливается байпас. Это труба, которая соединяет трубопровод, минуя насосную установку. На байпас обязательно монтируется вентиль. Он перекрывает течение теплоносителя, когда работает насос. И открывает, когда прибор перестает работать или в процессе ремонта. То есть, байпас работает в экстренных случаях, чтобы отопление не прекращалось, если остановился сам насос.